Как работает водяной насос в системе отопления: ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ НАСОС ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

Работа водяного отопления основана на движении горячего теплоносителя от источника нагрева (котла) к радиаторам.

Остывшая вода возвращается для повышения температуры по обратному трубопроводу. Для увеличения скорости движения жидкости монтируют циркуляционный насос. Также он может выполнять некоторые дополнительные функции.

Назначение насоса.

Рассматриваемое устройство предназначено для создания циркуляционного потока в отоплении. Насос устанавливается в системах закрытого принудительного типа, в гравитационных используется редко. Исключение – площадь отапливаемого дома свыше 100 м².

В этом случае естественная циркуляция не может обеспечить требуемую скорость горячей воды – происходит неравномерное распределение тепла. Поэтому радиаторы, расположенные дальше от котла, получают меньше энергии.

Во многих случаях насос является непременным компонентом обвязки газового отопительного котла.

Принцип работы.

Крыльчатка насоса создает напор, который преодолевает гидравлическое сопротивление элементов системы. В результате происходит увеличение скорости движения воды.

Кроме основного назначения циркуляционный насос выполняет также следующие функции:

• оптимизирует расход энергоносителя, вода не успевает до конца остыть при вторичном попадании в теплообменник, следовательно на ее нагрев тратиться меньше энергии;
• минимизирует разницу давления межу горячей и остывшей жидкостью;
• предотвращает изменение направления движения горячей воды.

Его установка обязательна для систем лучевого отопления и водяного теплого пола. Насосы стабилизируют давление на отдельных участках сети, предотвращая неравномерное распределение тепловой энергии.

Виды, конструкция и особенности работы.

Помпа состоит из литого корпуса, внутри которого расположен ротор из керамики или пластика, крыльчатка, статор и управляющий блок для подключения электропитания. Всасывающий патрубок сделан в форме улитки, нагнетающий находится с обратной стороны.

Во время работы возникает тепловая нагрузка на ротор, поэтому требуется его охлаждение. В зависимости от способа отвода тепла различают два типа насосов – с мокрым или сухим ротором.

Сухой ротор.

В этих моделях ротор не соприкасается с теплоносителем. Компоненты электродвигателя изолированы от камеры с водой. Установлена уплотнительная система из нескольких стальных колец. Для уменьшения трения между ними всегда присутствует тонкая пленка смазывающей жидкости.

По расположению компонентов помпы разделяются на три типа – консольные, вертикальные и блочные. Вертикально установленный двигатель повышает производительность, но могут возникнуть сложности с его монтажом.

Особенности такого конструктивного исполнения:

• продолжительный эксплуатационный срок;
• КПД – до 80%;
• при отсутствии энергоносителя не выходят из строя;
• монтаж возможен в любом положении.

Недостаток – высокий уровень шума. Модели монтируются на распределительных станциях централизованного отопления, в автономных системах теплоснабжения промышленных и коммерческих зданий.

Мокрый ротор.

Такие помпы предназначены для работы в системах со стабильным давлением жидкости, подходят для автономного отопления жилого дома или квартиры. Рабочее колесо и ротор постоянно омываются жидкостью. Она отводит тепло, частично выполняет функции смазки. Статор изолирован герметичным стаканом из углеродного волокна или немагнитной стали.

В блоке управления можно регулировать число подключенных обмоток, тем самым меняя мощность. Регулировка производительности дает возможность адаптировать помпу под параметры отопления.

Ключевые моменты:

• низкий уровень шума;
• не требуется периодической смазки;
• автоматическое охлаждение конструкции;
• относительно низкая стоимость и простое обслуживание.

Недостатком является низкий показатель КПД – до 30%. Насосы не смогут работать без теплоносителя.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА

Выбор подходящей модели насоса для котла отопления начинается с изучения базовых параметров. Предварительно делается расчет отопительной системы и на основе полученных данных подбираются компоненты.

Учитывается не только техническая составляющая, но и производитель. От качества сборки и соблюдения технологии зависит продолжительность безремонтной работы.

Основные технические характеристики:

• производительность;
• высота подачи;
• число скоростей;
• установочные размеры;
• потребляемая мощность;
• максимально допустимая температура теплоносителя.

Определяющая характеристика – производительность. Она указывает максимальный объем перекачиваемой жидкости за единицу времени. Для бытовых моделей варьируется от 25 до 60 л/мин. Зависит от фактического гидравлического сопротивления элементов системы.

Высота подачи или гидравлическое сопротивление, определяет максимальную высоту, на которую насос может поднять водяной столб. Может составлять от 3 до 7 м. Каждые 10 метров высоты соответствуют одной атмосфере давления.

Установочные параметры учитываются для правильного подключения помпы к системе отопления. Важно – диаметр патрубка насоса должен быть меньше сечения основной магистрали. В противном случае напор создаст область пониженного давления.

Потребляемая мощность незначительная, не превышает 0,8 кВт. Но ее нужно учитывать при расчете нагрузок теплоснабжения. В особенности это касается электрического отопления.

Количество скоростей для бытовых моделей не превышает трех. Этого достаточно для регулировки напора и оптимизации параметров работы.

Максимально допустимая температура воздействия зависит от режима работы отопления. Для низкотемпературного теплоснабжения, до +75/40⁰С этот параметр несущественен. Но для запаса рекомендуется покупать модели, рассчитанные на максимальные тепловые воздействия – до +110

0С.

Расчет параметров насоса.

Для определения значений характеристик насоса нужно знать базовые параметры отопления – мощность котла и режим работы теплоснабжения. Они же зависят от тепловых потерь здания. По СНиП 2.04.07-86 при должном значении сопротивления теплопередачи наружных стен и оконных конструкций на 1 м² жилой площади необходимо 177 Вт тепловой энергии.

При повышении этажности норма увеличивается до 101 Вт.

Для одноэтажного здания площадью 120 м² с соблюдением норм теплоизоляции мощность котла будет равна:

N=120*177= 21, 74 кВт.

Расчет производительности, или расхода, насоса выполняется по следующей формуле:

Q=N/(t2-t1).

Где:

• Q – производительность помпы, м³/ч;
• N – расчетная мощность отопительного оборудования, кВт;
• t1 и t2 – температура воды на выходе из котла и в обратной трубе, ⁰С.

Для котла с номинальной мощностью 22 кВт и при температурном режиме работы 90/70 можно рассчитать расход помпы:

Q=22000/(70-90)= 1100 л/час или 19 л/мин.

Рекомендуется взять небольшой запас производительности, чтобы оборудование не работало постоянно на максимальной мощности.

Высота подачи или напора, рассчитывается по сложным формулам. Для автономного теплоснабжения частного дома или квартиры можно взять приближенные значения. Опытным путем были выявлены данные гидравлического сопротивления определенных участков системы в зависимости от их конфигурации и назначения.

Величины гидравлического сопротивления, Па/м, для компонентов отопления:

• прямые участки трубопроводов – до 150;
• фитинги – до 45;
• трехходовые смесители – 30;
• терморегулирующая аппаратура – 105.

Значения для всех компонентов системы нужно суммировать. Для расчета напора полученный результат умножается на 0,0001.

Важно – перепады высот не берутся в расчет, так как они компенсируются вертикальным участком обратной трубы. Но кроме них нужно учитывать поворотные узлы. Для них гидравлическое сопротивление зависит от диаметра магистрали и значения угла поворота.

УСТАНОВКА И ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ

Перед монтажом насоса изучается руководство пользователя. В нем описаны основные правила монтажа, рекомендации по обслуживанию агрегата. Помпу не врезают в магистраль, а делают для нее байпас – п-образную конструкцию с шаровыми кранами для перекрытия подачи воды и фильтром грубой очистки перед входным патрубком.

Это даст возможность оперативно заменить насос или выполнить ремонтные работы без отключения отопления.

Этапы планирования монтажа:

• выбор места для монтажа;
• количество насосов;
• положение помпы;
• подключение к электросети.

Место монтажа помпы – на основной трубе, сразу после котла или на обратной, после расширительного бака. Рекомендуется последний вариант – это приведет к стабилизации давления, будут отсутствовать рывки скорости движения воды.

Число насосов зависит от схемы трубопроводов. Для классической однотрубной или двухтрубной системы достаточно одной помпы. Если есть одно или несколько ответвлений, характерные для лучевого отопления – на каждую ветку устанавливается отдельный насос.

Общее правило положения насоса – направление ротора только горизонтальное. На каждом патрубке подключения есть стрелка, указывающая направление движения теплоносителя. Если выбрано вертикальное положение и это разрешено изготовителем – номинальная мощность может упасть до 30%.

Подключение электричества стандартное, все модели работают от сети 220 В. Исключения – промышленные помпы и предназначенные для организации централизованного теплоснабжения. Рекомендуется сделать отдельную линию с установкой автомата защиты.

Для подключения можно соединить три провода напрямую с клеммами коробки. Но лучше установить трехконтактную вилку и розетку.

Дополнительно при выборе обращают внимание на производителей. Хорошо зарекомендовали себя модели Willo, Sprut, Grundfos. Кроме того, важно правильно подобрать оптимальный вариант по производительности и высоте подачи воды.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Циркуляционный насос: устройство, типы, установка, выбрать

Циркуляционный насос выполняет функцию принудительной циркуляции теплоносителя в системах отопления закрытого и открытого типов. Циркуляционный насос состоит из стального нержавеющего корпуса, к которому крепится электрическая часть,  состоящая из обмотки статора, внутри которого вставлен ротор.

На валу ротора закреплена крыльчатка, которая при подаче электричества вращается, и выполняет втягивание теплоносителя с одной стороны и выброс его в трубопровод системы с другой стороны. Создаваемый насосом напор, преодолевает гидравлическое сопротивление элементов системы отопления и осуществляет циркуляцию теплоносителя.

Безусловно, система отопления, со встроенным циркуляционным насосом, является более эффективной, так как обогрев небольшого дома осуществляется в течении нескольких минут после запуска отопительного котла. Грамотная установка циркуляционного насоса в систему отопления, значительно повысит ее эффективность и сделает такую систему экономичнее в плане расхода энергоресурсов (как показывает практика, экономия газа составит примерно на 25 – 30%). За счет чего происходит экономия? Нагретый теплоноситель будет быстрее подаваться на радиаторы и быстрее возвращаться в котел менее охлажденный, а более теплый теплоноситель быстрее подогреть, соответственно снижается нагрузка на котел, который к тому же будет реже включаться.

Типы циркуляционных насосов

По конструкционным особенностям циркуляционные насосы делятся на механизмы «мокрого» и «сухого» типа.

Конструкционная особенность насосов сухого типа заключается в том, что ротор не находится в прямом контакте с теплоносителем, так как его рабочая поверхность и электродвигатель разделены специальными уплотнительными нержавеющими кольцами. Тонкая пленка воды, находящаяся между кольцами, при вращении герметизирует соединение за счет разницы давления во внешней среде и системе отопления. Прижимная пружина выполняет постоянное поджатие колец по мере их износа и обеспечивает их «самоподгонку». КПД циркуляционных насосов с сухого типа составляет 80 %. Однако, насосы данного типа достаточно шумные и более требовательны в обслуживании, в сравнении с насосами мокрого типа и редко используются в индивидуальном отоплении.

Циркуляционные насосы мокрого типа отличаются от «сухих» тем, что ротор вместе с крыльчаткой находятся в прямом контакте с теплоносителем, который и охлаждает прибор и одновременно выполняет роль смазки. В насосах такого типа ротор и статор разделены специальным «стаканом» выполненным из нержавеющей стали, который обеспечивает герметичность части электродвигателя, находящейся под напряжением. Все части циркуляционного насоса мокрого типа, функционируют в перекачиваемой среде.
КПД таких насосов составляет около 55%, однако, они менее шумные и неприхотливы в обслуживании. Их производительности вполне достаточно для систем небольших протяжностей, поэтому их наиболее часто используют в индивидуальном отоплении.

Как выбрать циркуляционный насос для системы отопления

Выбирая циркуляционный насос учитываются такие показатели, как его мощность, диаметр трубопровода, температура теплоносителя, уровень напора теплоносителя, производительность и пропускную способность отопительного котла.

Параметры циркуляционного насоса отображены в его маркировке. Например, маркировка 25-60 – что она обозначает? 25 – диаметр присоединительного размера в мм., в данном случае это 1 дюйм, а 60 – это давление или высота подъема. В данном случае высота подъема составляет 6 метров водяного столба или 0,6 атмосфер.
Любой циркуляционный насос имеет три ступени мощности. Каждая ступень мощности характеризуется своей производительностью, то есть объемом теплоносителя который прокачивает насос в один час.

Производительность циркуляционного насоса напрямую зависит от протяженности трубопровода (как правило при расчетах, на 10 м/п трубопровода приходится примерно 0,5 м. насосного напора). Также не следует забывать, что чем уже сечение труб в системе, тем большее сопротивление будет испытывать теплоноситель.

Расход теплоносителя рассчитывают просто приравнивая его к параметрам мощности отопительного прибора. Например, при мощности котла составляющей 25 кВт, расход теплоносителя будет составлять 25 л/мин. Радиаторам мощностью 15 к Вт необходимо 15 л/мин воды.

При протяженности трубопровода системы отопления не более 80 м., достаточно будет установки одного насоса, при более длительной протяженности трубопровода необходимо устанавливать два и более циркуляционных насоса.

Установка циркуляционного насоса – особенности монтажа

Первое что следует сделать перед установкой циркуляционного насоса – определить место монтажа. Нужно учитывать то, что циркуляционный насос нуждается в периодическом обслуживании, поэтому он должен иметь к себе свободный доступ.

Наиболее оптимальное место для его установки, перед отопительным котлом, на обратном трубопроводе. Все дело в том, что в верхней части котла со временем может накапливаться воздух и при установке насоса на подаче, будет происходить вытягивание воздуха из котла, что будет приводить к образованию вакуума и к закипанию завоздушенной части котла. Если же насос устанавливается перед котлом, то он будет вталкивать теплоноситель в него, что не будет приводить к образованию воздушных пробок. Кроме этого, такая система монтажа предусматривает работу циркуляционного насоса при более низких температурах (на обратке температура теплоносителя всегда ниже, чем на подаче), а это продлевает срок его эксплуатации.

Очень важный момент монтажа – это положение вала циркуляционного насоса. Вал в обязательном порядке должен располагаться в строго горизонтальном положении, иначе насос будет находиться в воде не полностью, и в лучшем случае будет терять до 30% производительности, а в худшем – рабочая зона из-за перегрева может выйти из строя.

На выбранном участке монтажа циркуляционного насоса рекомендуется устанавливать, так называемый, байпас (обводная линия). Байпас необходим для того, чтобы в случаях отключения электричества или выхода насоса из строя теплоноситель циркулировал через открытия краны по главному трубопроводу, и отопительная система продолжала работать уже в режиме естественной циркуляции.

Следует обязательно помнить, что диаметр трубы обводной линии (байпаса) должен быть меньше диаметра основного трубопровода.

Перед насосом обязательно необходимо установить фильтр грубой очистки, который будет защищать вращающиеся элементы механизма от мелких механических частиц. Особенно нежелательно попадание мусора на крыльчатку, которая может попросту заклинить, что приведет к сгоранию обмотки и выходу насоса из строя.

С обеих сторон насоса необходимо установить запорную арматуру (обычные шаровые краны). Перекрыв их, в случае необходимости, можно выполнить демонтаж или обслуживание циркуляционного насоса без полного слива теплоносителя из системы.

Еще более правильны будет использование вместо одного из шаровых кранов обратного клапана.

Система будет выглядеть следующим образом: перед фильтром грубой очистки устанавливается шаровый кран, за фильтром устанавливается циркуляционный насос, а за насосом вместо второго шарового крана – обратный клапан.

При использовании обратного клапана при необходимости также можно демонтировать циркуляционный насос, перекрыв всего лишь один шаровый кран – обратный клапан, установленный по стрелке, не даст вытока теплоносителя с другой стороны насоса.

Еще одна функция, которую выполняет обратный клапан, особенно при высоких стояках на подающей линии, – это предотвращение противопотока давления в системе. Что это значит? Если от котла вверх «выходит» вертикальный стояк большой протяженности, то давление будет направленно не только вверх, но и благодаря силам гравитации, будет создаваться давление, направленное вниз. Вот для того, чтобы часть давления не пошло в “обратку”, и система «остановилась» и устанавливается обратный клапан.

как устроен, работает в системе, принцип работы, где должен работать, конструкция

Решить проблему замедленного прогрева и уменьшить сечение магистралей просто — достаточно поставить циркуляционный насос.

Это такое устройство, поддерживающее постоянное упорядоченное перемещение теплоносителя внутри труб и компенсирующее сопротивление потоку самой системы.

В результате котёл работает с меньшей нагрузкой, скорость прогрева увеличивается, магистрали становятся более компактными и незаметными. И эффективно обогреть уже можно больший объем. Плюс КПД вырастает минимум на треть.

Конструкция циркуляционных насосов в доме: как они устроены?

Конструкция циркуляционного насоса ничего сложного не представляет. Автомобильная помпа или дренажная система работают по тому же принципу.

Есть электродвигатель, использующийся в качестве привода, и турбина.

Точнее, центробежное крыльчатое колесо. Крыльчатка заключена в корпус-улитку от которого отходят два патрубка.

У одного из патрубков во время работы создаётся разрежение, у другого — компрессия.

Справка! Помимо этого, у каждого устройства есть ещё электрическая часть, отвечающая за коммутацию и изменение режимов работы.

Два основных вида устройства для системы отопления

Циркуляционные насосы различают по условиям работы. Если ротор соприкасается с рабочей средой, то он называется мокрым. Если ротор изолирован от перекачиваемой жидкости, то он называется сухим.

Принцип работы сухого ротора

• КПД выше;
• способен работать с загрязнённой жидкостью;
• подходит для перекачки больших объёмов;
• менее чувствителен к перепадам температуры.

Ротор устроен без активного возбуждения (постоянный магнит) и соприкасается с перекачиваемой жидкостью — так называемый мокрый. Находится в отдельном стакане, изолированном от электрического статора.

Внимание! Роль смазки и охлаждения играет транспортируемая среда.

Из плюсов:

• простота устройства;
• сравнительно низкая цена;
• долгий срок службы;
• бесшумность работы;
• компактность.

Фото 1. Циркуляционный насос с сухим ротором Wilo Crono Bloc-BL 50/220-3/4 с высоким уровнем КПД.

Из минусов:

• низкий КПД;
• необходимость точного соблюдения правил монтажа — ротор располагается строго горизонтально;
• чувствительность к чистоте — абразивные примеси в теплоносители резко сокращают срок службы;
• повышенная шумность;
• необходимость регулярного техобслуживания и меньший срок службы.

В каком режиме работает мокрый ротор?

Чаще в частном доме устанавливают циркуляционные насосы с мокрым ротором. При этом их низкая эффективность не играет особой роли, поскольку итоговая затрачиваемая мощность невелика. Куда важнее бесшумный режим, долговечность, нетребовательность к ТО и компактность.

Фото 2. Циркуляционный насос с мокрым ротором Making Oasis Everywhere CN-22/2, компактный и долговечный.

Особенности подключения

При подключении прибора желательно учитывать ряд рекомендаций. Соблюдение несложных правил увеличит срок службы системы, она должна работать более эффективно.

Лучше, когда поток, создаваемый насосом, ориентирован горизонтально. При вертикальной направленности эффективность падает на 30%.

Как уже говорилось, ротор мотора располагается горизонтально.

В противном случае возможен перегрев и преждевременный выход из строя. Соблюдение этого условия обязательно!

Устройство лучше ставить на обратной магистрали — для снижения тепловой напряжённости.

Кроме того, перед ним стоит установить грязевой фильтр — ротор чувствителен к наличию примесей окалины, песка, накипи.

Важно! При монтаже предусматривают обводную магистраль — байпас с обязательным перекрывающим шаровым краном или автоматическим клапаном. Это позволит менять оборудование, не нарушая работы системы.

На входе и выходе устройства также ставят отсекающие шаровые краны на случай ремонта или профилактики. Их можно заменить на один кран или автоматический шаровой клапан.

Питающую магистраль лучше подключать до насоса — его место между нею и котлом.

Полезное видео

Видеообзор популярных циркуляционных насосов, их характеристика, и принцип работы.

Какая должна быть эффективность?

Расход электроэнергии таким устройством невелик, но за год накапливается солидный дебет. Поэтому большинство моделей оборудованы трехступенчатым регулятором, позволяющим оптимально настроить работу системы отопления.

Кроме того, в современных конструкциях предусмотрена электронная регулировка мощности, меняющая скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры теплоносителя. Это делает работу отопления более эффективной.

Как работает циркуляционный насос: принцип подключения

Организовывая отопление загородного дома, важно учесть метраж жилища. Если это не маленькая дача, а двух или трёхэтажный дом, в котором общая площадь исчисляется сотнями квадратных метров, то для  решения отопительных задач будет недостаточно естественной циркуляции теплоносителя. В таких системах давление в трубопроводе не будет выше 0,6 мПа и для эффективного движения горячей воды в системе нужно произвести подключение циркуляционного насоса. Чтобы правильно выбрать такой агрегат, подобрать подходящее место для установки, нужно понимать принцип работы этого прибора.

Особенности агрегата

Циркуляционный насос – это прибор, работающий в замкнутой отопительной системе и выполняющий перемещение воды в трубопроводе. Агрегат поддерживает определённую температуру теплоносителя в системе. Прибор не восполняет потери теплоносителя и не наполняет систему. Наполнение системы осуществляется за счёт специального насоса либо определённого давления в трубах.

Принцип действия циркуляционного насосного оборудования основан на создании непрерывной циркуляции жидкости в системе без изменения показателя давления. Поскольку после установки прибор работает постоянно, главные требования к таким насосам – это низкий уровень шума при работе, экономное энергопотребление, надёжность, долговечность и простота использования.

Важно: циркуляционные насосы – это компактные приборы, которые не занимают много места и не создают шум при работе.

Сфера использования циркуляционных агрегатов для отопительных систем довольно обширная. Они устанавливаются:

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

• в традиционных радиаторных системах;
• при обустройстве водяного тёплого пола;
• в геотермальных системах;
• при организации горячего водоснабжения коттеджей и дач.

В отличие от систем принудительной циркуляции, данное насосное оборудование не нуждается в трубах с увеличенным диаметром.  Кроме этого прибор имеет следующие преимущества:

Рекомендуем к прочтению:

• быстрота нагревания помещения;
• котёл можно установить в любое подходящее место;
• потери теплоносителя и воздушные пробки сведены к минимуму;
• за счёт термореле обеспечивается автоматическое управление температурными режимами;
• затраты на электроэнергию снижаются благодаря использованию авторегулировки частоты вращения ротора;
• поскольку в приборы отопления постоянно подаётся жидкость, продлевается срок их эксплуатации.

Разновидности циркуляционных насосов

Чтобы понять, как работает это прибор, необходимо знать отличия между двумя видами циркуляционного насосного оборудования. Хоть принципиально схема системы отопления на базе теплового насоса не меняется, два вида таких агрегатов отличаются особенностями работы:

1. Насос с «мокрым» ротором выполняется в корпусе из нержавеющей стали, чугуна, бронзы или алюминия. Внутри находится керамический или стальной двигатель. Крыльчатка из технополимера крепится на валу ротора. При вращении лопастей крыльчатки приводится в движение вода в системе. Эта вода одновременно выполняет функции охладителя двигателя и смазки для рабочих элементов прибора. Поскольку схема «мокрого» прибора не предусматривает использования вентилятора, работа агрегата проходит практически бесшумно. Такое оборудование работает только в горизонтальном положении, иначе прибор просто перегреется и выйдет из строя. Главные преимущества мокрого насоса в том, что он не нуждается в техническом обслуживании, а также обладает отличной ремонтопригодностью. Однако КПД прибора всего 45 %, что является небольшим недостатком. Но для бытового использования этот агрегат подходит как нельзя лучше.
2. Насос с «сухим» ротором отличается от своего собрата тем, что его двигатель не соприкасается с жидкостью. В связи с этим агрегат обладает меньшей долговечностью. Если прибор будет работать «на сухую», то риск перегрева и выхода из строя невысокий, однако появляется угроза нарушения герметичности из-за истирания уплотнителя. Поскольку КПД сухого циркуляционного насоса составляет 70 %, его целесообразно применять для решения коммунальных и производственных задач. Для охлаждения двигателя схема прибора предусматривает использование вентилятора, который и вызывает повышение уровня шума во время работы, что является недостатком этой разновидности насосов. Поскольку в данном агрегате вода не выполняет функции смазки для рабочих элементов, в ходе работы агрегата периодически необходимо проводить техосмотр и выполнять смазку деталей.

В свою очередь «сухие» циркуляционные агрегаты по типу установки и соединения с двигателем делятся на несколько видов:

• Консольные. В этих приборах у двигателя и корпуса есть своё место. Они разделены и прочно зафиксированы на нём. Приводной и рабочий вал такого насоса объединяет муфта. Для установки такой разновидности прибора потребуется соорудить фундамент, а обслуживание этого агрегата довольно затратное.
• Моноблочные насосы могут эксплуатироваться на протяжении трёх лет. Корпус и двигатель располагаются отдельно, но объединяются моноблоком. Колесо в таком приборе устанавливается на валу ротора.
• Вертикальные. Срок использования этих приборов доходит до пяти лет. Это герметичные усовершенствованные агрегаты с уплотнителем с торцевой стороны, изготовленным из двух отполированных колец. Для изготовления уплотнителей используется графит, керамика, нержавеющая сталь, алюминий. Когда прибор работает, эти кольца вращаются относительно друг друга.

Также в продаже есть более мощные приборы, имеющие два ротора. Такая сдвоенная схема позволяет повысить производительность прибора при максимальной нагрузке. В случае выхода одного из роторов, второй может взять на себя его функции. Это позволяет не только усилить действие агрегата, но и экономить электроэнергию, ведь при снижении потребностей в тепле, работает только один ротор.

Как работает агрегат?

Принцип действия циркуляционного агрегата очень схож с работой дренажного насоса. Если этот прибор установить в отопительную систему, то он будет вызывать движение теплоносителя за счёт захватывания жидкости с одной стороны и нагнетания её в трубопровод с другой стороны. Всё это происходит за счёт центробежной силы, которая образуется в процессе вращения колеса с лопастями.  В ходе работы прибора давление в расширительном баке не изменяется. Если требуется повысить уровень теплоносителя в отопительной системе, устанавливают повышающий насос. Циркуляционный агрегат только способствует преодолению водой силы сопротивления.

Схема установки прибора выглядит так:

Рекомендуем к прочтению:

• На трубопроводе с горячей водой, поступающей от нагревателя, устанавливается циркуляционный насос.
• На отрезке магистрали между насосным оборудованием и нагревателем монтируется пропускной клапан.
• Трубопровод между пропускным клапаном и циркуляционным насосом соединяется байпасом с обратным трубопроводом.

Такая схема установки подразумевает выброс теплоносителя из прибора только в том случае, если агрегат заполнен водой. Чтобы длительно удерживать жидкость в колесе, на конце трубопровода сооружается приёмник, оборудованный обратным клапаном.

Циркуляционные насосы, используемые  в бытовых целях, могут развивать скорость теплоносителя до 2 м/с, а агрегаты, применяемые в промышленной области, ускоряют теплоноситель до 8 м/с.

Стоит знать: любой вид циркуляционного насоса работает от электросети. Это довольно экономичное оборудование, поскольку мощность двигателя у крупных производственных насосов составляет 0,3 кВт, а у приборов бытового назначения –  всего 85 Вт.

Устройство насоса

Главными элементами, из которых состоит циркуляционный насос, являются:

• корпус из нержавеющей стали, бронзы, чугуна или алюминия;
• роторный вал и ротор;
• колесо с лопастями или крыльчатка;
• двигатель.

Как правило, рабочее колесо – это конструкция из двух параллельных дисков, которые соединяются друг с другом посредством радиально выгнутых лопастей. В одном из дисков есть отверстие для протекания жидкости. Второй диск фиксирует крыльчатку на валу электродвигателя. Теплоноситель, проходящий через двигатель, выполняет функции смазки и охладителя для роторного вала в месте фиксирования рабочего колеса.

Поскольку статор двигателя находится под напряжением, он отделяется от ротора при помощи стакана, выполненного из нержавейки или углеродистого материала. Стенки стакана  толщиной 0,3 мм. Ротор фиксируется на керамических или графитовых подшипниках для скольжения.

установка, обвязка, схема подключения — Нибко-юг

Источник:www.master-forum.ru- официальный сайт журналов «Инструменты», «GardenTools» и «Всё для стройки и ремонта» серии «Потребитель»

В простейшей системе отопления циркуляция теплоносителя происходит естественным путём за счёт разности объёмных весов нагреваемой и остывающей воды. Горячая вода, как более лёгкая, поднимается по стоякам и разводящим магистралям. Затем она остывает, отдавая тепло батареям, по обратной магистрали устремляется к исходной точке — источнику тепла, и всё начинается сначала.

Такая схема жизнеспособна, если давление воды достаточно для преодоления всех препятствий. В противном случае вода остынет раньше, чем пройдёт весь контур, и система, как говорят, «встанет». Чтобы этого не произошло, в систему отопления встраивают циркуляционный насос. Он не только обеспечивает постоянное движение воды, но и поддерживает нужный для этого напор. Напором называют разницу давления между начальной и конечной точками движения теплоносителя. Это сумма всех потерь на трение в трубах и на преодоление местных сопротивлений — радиаторов, регулирующих кранов, фильтров, приборов учёта тепла.

Второй важной задачей циркуляционного насоса является экономия тепла и материалов. За счёт более высоких скоростей движения воды в насосных схемах используются трубы меньших диаметров и отопительные приборы меньшей поверхности нагрева. Поэтому происходит разовая экономия материалов при монтаже.

В дальнейшем, если у каждого радиатора установлен термостат (регулирующий кран, обеспечивающий постоянную температуру в помещении), то насос, управляемый частотным преобразователем, прокачивает ровно столько воды, сколько необходимо подать через термостаты. Таким способом — за счёт плавной регулировки скорости вращения ротора — обеспечивается постоянное энерго­сбережение.

Когда тонкое игольчатое отверстие термостата перекрывается при достижении необходимой температуры, в нём резко возрастает гидравлическое сопротивление и, как следствие, возникает шум. В этом случае насос с частотным регулированием переходит на малые обороты, обеспечивая низкие шумовые характеристики системы отопления.

СХЕМЫ УСТАНОВКИ

Основных вариантов установки циркуляционного насоса два — на подающей линии и на обратной. С точки зрения гидравлики нет принципиальной разницы, где располагать насос. В основном циркуляционный насос монтируется на «обратке». Первая причина — конструктивная — заключается в том, что до и после насоса устанавливаются резиновые гибкие вставки. Их назначение — предотвращать передачу механических вибраций от насоса по транспортируемой среде, то есть по воде. Гибкие вставки могут также использоваться в качестве компенсаторов тепловых удлинений трубопроводов.

Хотя предельной температурой эксплуатации гибкой вставки считается 95 оС, существует зависимость срока службы от температуры теплоносителя. При температуре 60 и более градусов этот срок резко сокращается.

Вторым, и основным, аргументом в пользу установки циркуляционного насоса на обратном трубопроводе является угроза закипания воды при неисправности и завоздушивание котла. Насос не предназначен для перекачки пара, его крыльчатка в этом случае превращается в мощное сопротивление для пароводяной смеси. В результате циркуляция останавливается, тогда как давление на выходе из котла продолжает расти и котёл может взорваться. Это не относится к современным отопительным агрегатам, которые защищены автоматикой от перегрева и закипания.

Кроме чисто циркуляционных схем, существуют варианты с подмесом обратной воды в подающую линию. Например, если в частном доме установлен общий котёл, который должен обеспечить водой и систему отопления с максимальной температурой 90 оС, и контур тёплых полов с более низкой температурой воды. В этом случае на обратной линии основной системы устанавливается циркуляционный насос. А на перемычке между подающим и обратным трубопроводом системы обогрева полов — отдельный смесительный насос, который часть остывшей воды из обратной линии направляет снова в подающую, снижая, таким образом, температуру подачи. При этом насос также обеспечивает циркуляцию в системе.

ОБВЯЗКА НАСОСНОГО УЗЛА

Циркуляционный насос устанавливается не сам по себе, а в комплекте с необходимым дополнительным оборудованием, которое принято называть обвязкой насосного узла. Во‑первых, это уже упомянутые гибкие вставки. Они изготавливаются из полихлоропреновой резины. У неё высокая термостойкость, хорошая адгезия к тканям и металлам, стойкость к атмосферным воздействиям и естественному окислению. При растяжении такая резина кристаллизуется, благодаря чему гибкие вставки обладают высокой прочностью. Для присоединения к трубопроводу они имеют чугунные присоединительные патрубки с накидными гайками и внутренней резьбой или стальные фланцы. При диаметре 100 мм и больше гибкие вставки комплектуются стальными контрольными стержнями, которые ограничивают их растяжение.

По ходу движения воды после насоса устанавливается обратный клапан. Корпус его может быть латунным, из нержавеющей стали или чугуна, запорный элемент — также из различных материалов. По способу присоединения к трубопроводу существуют обратные клапаны с внутренней резьбой (корпус из латуни), фланцевые (чугунные), с наружной резьбой и дополнительно заказываемыми резьбовыми или приварными присоединительными патрубками с накидными гайками, а также клапаны, зажимаемые между двумя ответными фланцами. Последние два типа бывают с чугунными и стальными корпусами. Открытые обратные клапаны обладают определённым гидравлическим сопротивлением, которое рассчитывается при подборе насосов.

До и после насоса необходимо врезать штуцер (короткий отрезок трубы диаметром 15 мм) с трёхходовым клапаном. К нему подсоединяют манометр для контроля исправности и правильной работы насоса. Можно сразу установить оба манометра, но обычно обходятся одним прибором, перенося его по точкам измерения. Также нелишним бывает, при большом диаметре трубы и значительных габаритах насосного узла, спускной кран.

Граница насосного узла — шаровые краны, позволяющие отключить насос или демонтировать весь узел для ремонта или замены.

Диаметр присоединительных патрубков насоса, как правило, меньше диаметра трубопровода, на котором его устанавливают. Распространённой ошибкой является подбор гибких вставок, обратного клапана и даже отключающих кранов по диаметру насоса. По действующим нормам переход нужно делать возле самого насоса, а всю обвязку насос­ного узла принимать по диаметру основной трубы.

В отопительный сезон насос должен постоянно работать. Поломка насоса превращает его в дополнительное препятствие для циркуляции воды. При сильных морозах в отсутствие постоянного контроля выход из строя насоса может даже привести к размораживанию системы. Чтобы избежать такой ситуации, разработаны различные способы резервирования. Более простой и дешёвый — установка сдвоенного насоса, так называемого моноблока. Эти насосы — своеобразные «сиамские близнецы», у них два электродвигателя, соединённых параллельно в одном корпусе, и общий присоединительный трубопровод. Управляемая потоком перекидная крышка препятствует обратному потоку через стоящий насос. Каждый из насосов подключается к электропитанию отдельно. На заводе сдвоенные насосы настраиваются на переменный режим работы. Это означает, что оба насоса работают поочерёдно. Переключение происходит через 24 часа. Если работающий насос выключается из-­за неисправности, сразу включается второй насос.

Можно перевести сдвоенные насосы в резервный режим. Тогда один из насосов будет работать постоянно. Второй через определённые отрезки времени (например, раз в сутки) будет запускаться на короткое время с низкой частотой вращения, чтобы избежать блокировки при длительном простое. Это так называемый автоматический тест резервного насоса. Одновременная работа продолжится всего 40 секунд. Если основной работающий насос отключится из-­за поломки, запустится резервный. Один из насосов можно перевести в режим «Стоп», но тогда управлять их работой придётся вручную.

Недостаток моноблочного насоса в том, что резервируется только электродвигатель. При выходе из строя деталей, отвечающих за перекачку воды, насос всё равно придётся снимать, а для этого отключать котёл и сливать воду. Зимой это не всегда можно сделать. Поэтому самым надёжным способом резервирования является параллельная установка двух одиночных насосов — каждого со своими гибкими вставками, манометрами, обратным клапаном, спускником и отключающими кранами. Управление такими насосами выносят в отдельный щит автоматики.

По ходу воды перед насосным узлом необходимо установить фильтр или грязевик. Общие правила их установки таковы. Косая часть фильтра направляется по движению воды, бочонок грязевика должен находиться снизу. Фильтр устанавливается на горизонтальном участке или на спуске, грязевик — только на горизонтали. Нужное направление воды показывает стрелка на корпусе. Даже если насосов два — основной и резервный — перед ними устанавливается один общий фильтр. Сетка, внутри фильтра задерживает на себе механические примеси, со временем её отверстия забиваются минеральными отложениями. В результате гидравлическое сопротивление фильтра возрастает. Чтобы следить за пропускной способностью и свое­ временно выполнять очистку сетки (или бочонка грязевика), до фильтра по ходу воды также врезают штуцер с трёхходовым клапаном под установку манометра. Второй контрольной точкой при этом служит манометр перед насосом.

Большинство современных циркуляционных агрегатов — с водяным охлаждением ротора. Присоединение по воде может быть и горизонтальным, и вертикальным. Однако, чтобы насос не вышел из строя, вал ротора при монтаже должен располагаться строго горизонтально. Иначе внутри насоса произойдёт завоздушивание, детали перегреются, подшипники останутся без смазки. Также нужно обращать внимание на стрелку, нанесённую на корпус. Она показывает направление движения теплоносителя. Насос, установленный с отступлением от горизонтали, может терять до трети своей производительности. Клеммная коробка также должна быть наверху.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА УСТАНОВКИ НАСОСОВ. ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Контроль над работой насосов выполняется по сигналу датчиков перепада давления, установленных на каждом насосе. В систему автоматизации входят датчики температуры — погружные для теплоносителя и наружные для определения температуры воздуха.

Используются различные режимы управления насосом: автоматический по программе, заданной с базового блока; дистанционный с базового блока; местный с помощью кнопок, установленных на силовом щите.

Нужно помнить, что по действующим нормам надёжность электроснабжения насосного узла должна соответствовать требованиям второй категории потребителей электроэнергии. Насосное оборудование запитывается через собственную панель автоматического переключения на резерв (ЩАП), который устанавливается рядом с вводно-­распределительным устройством жилого дома.

Управление электродвигателями предусматривается как ручное с помощью кнопок, так и автоматическое со щита автоматики, а выбор режима выполняется избирателями управления на дверях распределительных щитов. Все электродвигатели обеспечиваются выключателями безопасности.

Металлические корпуса электрооборудования, нормально не находящиеся под напряжением, должны быть занулены, в качестве зануляющих проводников используются нулевые защитные проводники. Электродвигатель насоса зануляется в клеммной коробке, где к болту заземления подключается нулевая жила провода.

Датчик наружного воздуха ставится вне прямой досягаемости на северном фасаде, выше человеческого роста и на расстоянии не меньше метра от ближайших окон. Корпус датчика желательно выбирать в антивандальном исполнении.

ПРЕИМУЩЕСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПОРА

Когда жилец вручную прикрывает вентиль радиатора или автоматический термостат уменьшает подачу тепла в отопительный прибор, резко увеличивается количество воды в остальных частях системы, то есть в магистралях и стояках. В системе с нерегулируемым насосом сразу возрастает давление, а значит, и шум.

Большинство современных насосов имеют возможность пропорциональной регулировки давления. На практике это означает, что при повышении или понижении температуры воздуха насос изменяет скорость вращения, тем самым уменьшая или увеличивая подачу теплоносителя в систему.

Если же установить насос с частотной регулировкой, то обороты агрегата сразу снизятся, уменьшится потребление электроэнергии и исчезнет шум. То есть при снижении расхода воды гасится избыточный напор насоса, а при увеличении расхода теплоносителя, когда растёт поступление воды в отопительные приборы, напор снова возрастает. При этом увеличивается срок службы насоса. Кроме того, частотные преобразователи обеспечивают плавный пуск электродвигателей и аварийную остановку насосов, выравнивают входное напряжение и выполняют функции автоматики в составе насосных станций.

Частотные преобразователи бывают встроенными в насос, но при необходимости станцию частотного регулирования можно приобрести отдельно. Программируется это устройство вводом команд с кнопок, контроль ввода — по монитору. Эту работу лучше доверить профессионалу. Недостатком использования частотного преобразователя считается увеличение стоимости насосного оборудования.

УСТРОЙСТВО ОБВОДНОЙ ЛИНИИ

Систему отопления частного дома, в которой установлен циркуляционный насос, нужно обезопасить от рисков отключения электричества в самый неподходящий момент, когда на улице мороз. На этот случай желательно иметь источник бесперебойного питания, который позволит насосу проработать несколько часов. Но что делать, если аккумуляторы всё­-таки разрядились, а света по-­прежнему нет?

Решить проблему поможет обводной трубопровод вокруг насоса (его также называют шунт или байпас). У него несколько задач. Рассмотрим их по порядку.

Существуют системы, в которых диаметры труб и площадь нагревательных приборов рассчитаны на естественную циркуляцию теплоносителя при небольших отрицательных температурах. Насос вступает в работу только при похолодании до –10 оС, а основную часть времени вода проходит мимо насоса по байпасу. Это циркуляционно­-подкачивающая схема.

В системах, изначально рассчитанных на принудительную циркуляцию, обводная линия позволяет демонтировать насос для ремонта, не останавливая в целом работы системы. Потому что даже плохая циркуляция лучше, чем никакая.

Наконец, без байпаса невозможно заливать воду в систему и делать подпитку, потому что в обвязке насоса устанавливается обратный клапан, препятствующий подаче воды через обратный трубопровод.

Байпас принимают на диаметр меньше обратного трубопровода и оборудуют запорным краном. Когда работает насос, этот кран закрыт. При отключении насоса перекрывают краны в его обвязке, а байпасную линию, наоборот, открывают.

Можно автоматизировать переключение «насос–байпас», если заменить шаровые краны электромагнитными клапанами и дополнить схему датчиком давления. При отключении насоса давление после него сразу упадёт. Датчик пошлёт импульс прибору автоматики, а тот откроет клапан на байпасе, одновременно перекрыв насосный узел. Когда насос вернётся в работу, произойдёт обратное переключение. Главное, чтобы поток перекрывался плавно, иначе может случиться гидравлический удар.

РАСЧЁТ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО НАСОСА

В закрытой системе жидкость движется по замкнутому кругу. При условии, что из системы полностью удалён воздух и она закрыта, на насос не влияет статическое давление. Поэтому существуют всего два параметра, по которым подбирают циркуляционный насос отопления — напор и подача. Напор — это давление, которое необходимо развить, чтобы преодолеть имеющиеся сопротивления. Измеряется он по­-разному — в паскалях, метрах водяного столба, атмосферах, барах — все эти единицы взаимно переводимы. Обозначается буквой H — это условная «высота всасывания» насоса.

Чтобы теплоноситель дошёл до самых удалённых точек системы, напор насоса должен превосходить сумму всех гидравлических потерь. Первое слагаемое — это требуемый напор. Он складывается из сопротивления труб, отопительных приборов и регулирующих кранов. Второе слагаемое — потери в обвязке насоса. Это сопротивление фильтра, обратного клапана, а при наличии — также теплосчётчика и регулирующих клапанов. Третье — свободный напор, который принимается равным двум-­трём метрам водяного столба. В сумме эти величины и дают расчётный напор насоса.

Подача насоса — объём воды, которую он должен перекачать. Подача обычно обозначается как G, а измеряется в тоннах в час или метрах кубических в час. Для определения подачи или, как ещё говорят, расхода насоса, нужно знать тепловую мощность системы — количество тепла, которое вырабатывает котёл. Обозначается буквой Q. Подача насоса — это тепловая мощность, делёная на разность температур подающего и обратного теплоносителя, то есть

G =» (Q)/(T1 — «T2), м3/ч, Q — в киловаттах (T1 — T2) — в градусах Цельсия

Температура подающей воды, как правило, 85–95 оС, обратной — 60–70 оС.

После того, как определены напор и подача, подбор конкретного насоса ведут по номограммам, на которых показана рабочая область именно этого агрегата. По оси абсцисс — подача, по оси ординат — напор. При выборе нельзя ошибиться. Более мощный, чем нужно, насос вызовет шум, перерасход энергии и сам быстро выйдет из строя. При недостатке мощности не будет обеспечена циркуляция по всему контуру.

Нужно помнить, что эксплуатация насоса при минимальной подаче, находящейся ниже рабочей области, вызовет перегрев и остановку насоса. Но и к максимальной точке стремиться нельзя — лучше всего насос работает при КПД порядка 80 %.

Расчёты желательно делать в двух вариантах — для зимнего времени с максимальной температурой воды и для переходного периода. Насос должен одинаково хорошо работать во всех условиях. Установка частотного преобразователя дополнительно этому поможет.

«МОКРЫЙ» И «СУХОЙ» РОТОР

Основные элементы насоса, кроме электродвигателя, — это ротор и вал с рабочим колесом, лопасти которого при вращении создают необходимое давление теплоносителя в трубах. На всасывающей стороне создаётся разрежение, благодаря которому вода устремляется в насос, а на выходе из насоса крыльчатка нагнетает теплоноситель в ограниченном стенками трубы пространстве, и развивается необходимое для циркуляции давление.

По способу охлаждения насосы делят на два вида. Погружные, или «мокрые» насосы называются так потому, что ротор и крыльчатка у них погружены в теплоноситель. Насосы с «мокрым» ротором малошумны — вода глушит звук вращающихся деталей. Они не требуют постоянного обслуживания для смазки и замены прокладок — эту функцию тоже выполняет теплоноситель. Такие насосы невелики по размеру и экономны в потреблении электричества. При этом они обладают возможностью быстро и гибко перестраиваться под изменяющиеся условия работы. В небольших системах отопления частных домов они зарекомендовали себя с лучшей стороны.

В насосах этой конструкции отсутствуют вентилятор, подшипники качения и муфта вала. Эти детали являются тремя из четырёх источников шума любого насосного агрегата. Четвёртый источник шума от насоса — это шум воды, которая протекает через его гидравлическую часть. При подачах, для которых выпускаются насосы с «мокрым» ротором (до 70 м3/ч), шум протекающей через насос воды крайне низок. В интервале мощности двигателя от 20 Вт до 1 кВт уровень звукового давления составляет всего от 22 до 45 дБ. Для сравнения: допускаемый уровень звука в жилой квартире днём — 40 дБ, ночью — 30.

Недостатком «мокророторных» насосов является относительно невысокий КПД — примерно 50 %. Связано это с тем, что статор (неподвижная часть двигателя) «мокрого» насоса изолируется от ротора металлическим стаканом — гильзой, и не существует способа полностью и с гарантией герметизировать это соединение.

Роторы «мокрых» насосов изготавливают из нержавеющей стали или износостойкого пластика, рабочее колесо — из керамики, угольного агломерата или нержавеющей стали. Такие насосы, по опыту эксплуатации, в течение двадцати и более лет работают без капитального ремонта. Конечно, к качеству воды при установке «мокрого» насоса предъявляются повышенные требования. Как минимум должны быть фильтры и тонкой, и грубой очистки, а не только простой грязевик.

Первоначально насосы с «мокрым» ротором рекомендовались для установки только в обратный трубопровод. Сейчас материалы, из которых изготавливаются соприкасающиеся с водой детали, позволяют устанавливать такие насосы и на подаче.

Насосы с «мокрым» ротором не требуют установки до и после себя гибких вставок.

В «сухих» циркуляционных насосах ротор лишь частично погружён в жидкость, а двигатель изолируется от рабочего вала стальными полированными кольцами. При запуске насоса эти кольца начинают вращаться, между ними образуется водяная плёнка, герметизирующая соединение за счёт разницы давления в системе отопления и внешней атмосфере. КПД насосов с «сухим» ротором достигает 80 %. Однако эти насосы настолько шумные, что по действующим нормам их нельзя располагать смежно с жилыми комнатами.

Уплотнительные элементы «сухого» насоса нужно регулярно смазывать, иначе разрушится торцевое уплотнение и внутрь корпуса попадут частички пыли, которые интенсивно притягиваются вращающимся ротором. Скапливаясь на кольцах, пыль может повредить их и привести к разгерметизации насоса.

До и после насоса с «сухим» ротором рекомендуется установка гибких вставок для исключения передачи вибраций и шума.

В настоящее время ведущие компании насосного оборудования практически не уступают друг другу по основным позициям. Разница небольшая — возможно, чуть ниже средние розничные цены одной фирмы, но при этом более развито послепродажное обслуживание у другой и немного ниже энергозатраты двигателей у третьей. Обладатели насосов любой известной марки впервые обращаются в сервис только после десяти–пятнадцати лет непрерывной работы оборудования.

Установка циркуляционного насоса: схемы, правила монтажа

В системы отопления с принудительной или естественной циркуляцией ставят циркуляционные насосы. Он нужны для повышения теплоотдачи и для возможности регулировки температуры в помещении. Установка циркуляционного насоса — задача не самая сложная, при наличии минимума навыков справиться можно самостоятельно, своими руками. 

Содержание статьи

Что такое циркуляционный насос и для чего он нужен

Циркуляционный насос это такое устройств, которое изменяет скорость движения жидкой среды без изменения давления. В системах отопления ставится для более эффективного обогрева. В системах с принудительной циркуляцией он — обязательный элемент, в гравитационных — можно ставить, если требуется увеличить тепловую мощность. Установка циркуляционного насоса с несколькими скоростями дает возможность менять количество переносимого тепла в зависимости от температуры на улице, поддерживая таким образом стабильную температуру в помещении.

Циркуляционный насос с мокрым ротором в разрезе

Есть два типа подобных агрегатов — с сухим и мокрым ротором. Устройства с сухим ротором имеют высокий КПД (порядка 80%), но сильно шумят, требуют регулярного обслуживания. Агрегаты с мокрым ротором работают почти бесшумно, при нормальном качестве теплоносителя могут качать воду без отказов более 10 лет. Они имеют меньший КПД (порядка 50%), но их характеристик более чем достаточно для отопления любого частного дома.

Про выбор циркуляционного насоса для систем отопления читайте тут.

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве. Остальное неважно.

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Обвязка

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.

Подключение к электропитанию

Работают циркуляционные насосы от сети 220 в. Подключение — стандартное, желательна отдельная линия электропитания с автоматом защиты. Для подключение требуются три провода — фаза, ноль и заземление.

Схема электрического подключения циркуляционного насоса

Само подключение к сети можно организовать при помощи трехконтактных розетки и вилки. Такой способ подключения используется, если насос идет с подключенным питающим проводом. Также можно подключить через клеммную колодку или напрямую кабелем к клеммам.

Клеммы располагаются под пластиковой крышкой. Ее снимаем, открутив несколько болтов, находим три разъема. Они обычно подписаны (нанесены пиктограммы N — нулевой провод, L — фаза, а «земля» имеет интернациональное обозначение), ошибиться трудно.

Куда подключать кабель электропитания

Так как от работоспособности циркуляционного насоса зависит вся система, имеет смысл сделать резервированное питание — поставить стабилизатор с подключенными аккумуляторами. При такой системе электропитания все будет работать и несколько суток, так как сам насос и автоматика котла «тянут» электричества по максимуму 250-300 Вт. Но при организации надо все просчитать и подобрать емкость аккумуляторов. Недостаток такой системы — необходимость следить за тем, чтобы аккумуляторы не разряжались.

Как подключить циркуляционник к электричеству через стабилизатор

как поставить насос в отопительную систему

Для равномерного распределения тепла в доме, оснащенном автономной системой отопления, используют различные модели циркуляционных насосов. Данное оборудование обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя по трубам и батареям. При этом прогрев радиаторов осуществляется одновременно во всех комнатах независимо от их удаленности от отопительного котла.

Проводится установка насоса на отопление в соответствии с инструкцией производителя, в которой подробно описан процесс монтажа данного оборудования. На практике опробовано несколько способов расположения насосных установок в системе отопления частного дома. В каждом случае владельцем объекта выбирается наиболее подходящий вариант с учетом типа используемого котла и расширительного бака, вида отопительной системы, наличия дополнительных элементов.

Выбор подходящего агрегата

При выборе циркуляционного насоса для автономной системы отопления руководствуются двумя основными критериями – производительностью агрегата и напором. Первый из этих параметров характеризует объём теплоносителя, который агрегат сможет перекачать за определённый период времени, а второй говорит о высоте, на которую помпа сможет поднимать жидкость. Кроме того, необходимо учитывать:

1. Сечение труб, к которым будет подключаться циркуляционный насос.
2. Габариты места, отведённого для установки перекачивающего агрегата.
3. Максимальную температуру теплоносителя.
4. Мощность и пропускную способность теплогенератора.
5. Объем отапливаемых помещений.

О классическом методе расчёта мы уже рассказывали в статье Расчет циркуляционного насоса для отопления в примерах и формулах. Вместе с тем, есть и более простой способ, который можно использовать как для предварительной калькуляции, так и проверки результатов более основательных вычислений. В его основу положено требование, согласно которому циркуляционный насос должен за один час своей работы прокачать по отопительной системе трехкратный объём её заполнения.

Последнее значение можно косвенно оценить по мощностным характеристикам котла. Если тепловой агрегат выбирался по правилам, то на каждый киловатт, взятый из его технического паспорта, приходится не менее 15 литров теплоносителя. Достаточно умножить мощность теплогенератора в кВт на 15 и сделать поправку в 20%, чтобы с достаточной точностью оценить заполнение отопительных контуров. После того, как будет вычислен объём теплоносителя, подсчитать искомую производительность циркуляционного насоса в л/мин будет несложно — для этого заполнение контуров в литрах необходимо умножить на три и разделить на шестьдесят. Если в качестве примера взять отопительную систему с котлом мощностью 15 кВт, то можно предположить, что объём жидкости во всех её ветках примерно равняется 270 литров (Q =15 кВт х 15 л + 20%). Для принудительной циркуляции теплоносителя понадобится насос с расходной характеристикой не менее 0.81 м³/час или 13.5 л/мин.

Необходимую величину напора циркуляционного насоса также можно определить, не вдаваясь в сложные математические вычисления. Для этого можно воспользоваться формулой N = X * K, где X – этажность здания, включая подвал, а К – поправочный коэффициент, равный 0.7-1.1 для традиционных двухтрубных схем отопления и 1.2-1.85 для коллекторно-лучевых контуров. Так, если вести расчёт гидравлического сопротивления коллекторной отопительной системы двухэтажного здания с подвалом (количество уровней равняется трём), то понадобится помпа с напором 3х1.85=5.55 м.

Полученных величин уже будет достаточно для того, определиться с конкретной моделью циркуляционного насоса любого производителя. Для этого на графиках гидравлических характеристик центробежных агрегатов находят рабочую точку – она находится на пересечении отрезков, проведённых из оси абсцисс (производительность) и ординат (напор). Лучшим положением рабочей точки считается средняя треть графика, которая соответствует максимальному КПД.

График гидравлических характеристик циркуляционного насоса позволяет проанализировать, соответствует ли агрегат требованиям по напору и производительности

Чтобы получить достаточный резерв в ту и другую сторону, следует ориентироваться на кривую, построенную для средней скорости циркуляционного насоса. В этом случае можно будет уменьшить его мощность при чрезмерной шумности или же увеличить, если теплоноситель на входе в котёл будет иметь недопустимо низкую температуру.

Особенности устройства системы отопления с насосной циркуляцией изучены в данной статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/otopleniye-s-nasosnoj-cirkulyaciej.html

Термоклапаны, устанавливаемые во многих системах отопления, регулируют температуру в помещении в соответствии с заданными параметрами. Клапан перекрывается при повышении температуры. При этом повышается гидравлическое сопротивление и, соответственно, увеличивается давление. Эти процессы сопровождаются появлением шума, избавиться от которого можно путем перевода насоса на низкие обороты.  Эффективнее справляются с данной задачей насосы с встроенной электроникой, способной плавно регулировать перепады давления в зависимости от изменения количества воды.

Подробнее про то, как выбрать такой насос читайте в статьях: Подбор циркуляционного насоса для отопления.

Определение места врезки насоса в систему

При установке циркуляционного насоса необходимо учитывать не только рекомендации производителей, но и возможность его периодического обслуживания. Совсем недавно насосы с «мокрым» ротором рекомендовалось устанавливать исключительно на обратку – считалось, что так они проработают намного дольше, поскольку будут находиться в более щадящем температурном режиме.

Типовая схема подключения насоса, обеспечивающего принудительную циркуляцию теплоносителя, к автономной системе отопления частного дома или загородного коттеджа

Современные агрегаты рассчитаны на длительный контакт с горячей жидкостью, поэтому их смело можно устанавливать и на стороне подачи. Мало того, специалисты нередко рекомендуют монтировать насос именно на подающий трубопровод, чтобы повысить давление в зоне всасывания. В этом случае указанный участок будет иметь самую высокую температуру, поэтому следует обязательно убедиться в том, способно ли электрическое устройство контактировать с высокотемпературной жидкостью. Достоинства подобного способа смогут оценить, например, обладатели тёплых водяных полов, поскольку в этом случае исключается образование воздушных пробок.

Для оптимизации схемы отопления используется распределительная гребёнка. Подробности: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/kotelnaya/grebenka-dlya-sistemy-otopleniya.html

Для систем обогрева с мембранными баками, напротив, рекомендуется вести монтаж байпаса с насосом на стороне обратки, поближе к расширительной ёмкости. Если же такая схема затруднит обслуживание насоса, то его врезают непосредственно в магистраль, обязательно оснащая контур обратным клапаном.

Циркуляционный насос и элементы его обвязки: рекомендации специалистов

Выбрать циркуляционный насос и определиться с местом его установки – это всего лишь полдела. Не менее важно грамотно выполнить обвязку – только в этом случае можно рассчитывать на долгую, беспроблемную работу и возможность комфортного обслуживания агрегата. В рекомендациях специалистов нет ничего сложного:

1. Место установки насоса следует оборудовать шаровыми кранами. С их помощью можно будет отсечь агрегат от теплоносителя во время профилактических или ремонтных мероприятий.
2. Со стороны входа теплоносителя необходимо установить фильтр грубой очистки, который послужит барьером для механических частиц. Как показывает практика, наличие подобного устройства замедляет процесс абразивного износа крыльчатки в несколько раз. Если же говорить об опасности повреждения помпы, то здесь значение фильтрации и вовсе трудно переоценить.
3. Крайнюю верхнюю точку байпаса следует оборудовать клапаном для развоздушивания.
4. Направление движения теплоносителя должно совпадать со стрелкой на корпусе прибора.
5. Поскольку в насосах «мокрого» типа охлаждение и смазку выполняет перекачиваемый теплоноситель, ось вращения должно находиться в параллель с горизонталью.
6. Для обеспечения герметичности сопряжённые детали и места их соединений уплотняют при помощи прокладок и герметиков.

Не менее важно правильно подключить насос к электрической сети. Тип и сечение кабеля должны соответствовать мощности агрегата, а подключение необходимо выполнять только при наличии защитного заземления.

Основные правила монтажа

Любое оборудование поставляется в сопровождении инструкции производителя, в которой отражается вся важная информация об его устройстве, принципе работы и правилах монтажа. Прочитав внимательно данный технический документ, можно понять основные правила обращения с ним.

Очень важно при самостоятельной установке  выбрать нужную позицию изделия относительно горизонта. Расположение вала электродвигателя должно быть строго горизонтальным. В противном случае могут образоваться воздушные пробки, которые оставят подшипники без смазки и достаточного охлаждения. Это приведет к быстрому износу деталей и скорой поломке оборудования. На корпусе насоса есть стрелка, по направлению которой должен двигаться теплоноситель в системе.

Варианты правильного и неправильного расположения циркуляционного насоса с «мокрым» ротором. Категорически запрещено размещение оборудования так, как показано в нижнем ряду

Необходимость фильтрации воды

Перед насосом устанавливают грязевик, функция которого заключается в фильтрации теплоносителя. Фильтр-грязевик задерживает абразивные частицы, песок, окалины и другие загрязнения, попавшие в воду. При попадании подобных элементов внутрь насоса может произойти разрушение крыльчатки и подшипников. Так как диаметр врезки для монтажа насоса имеет небольшой размер, то можно использовать обыкновенный фильтр грубой очистки. Обратите внимание, что бочонок, служащий для сбора различных взвесей, направляют вниз. Находясь в таком положении, фильтр не послужит препятствием для циркуляции воды. При частичном заполнении бочонок не утратит способности пропуска теплоносителя.

Важно! Большинство фильтров снабжены стрелкой, указывающей правильное направление потока воды в контуре. Если проигнорировать направление стрелки, то придется намного чаще чистить грязевик.

Расположение насоса в отопительном контуре

В принципе, большинство моделей современных насосов способно одинаково хорошо работать как на подаче, так и на обратке. Оборудование можно врезать в любой части отопительного контура. При этом следует учитывать, что длительность работы подшипников и пластиковых деталей устройства будет зависеть от величины температуры теплоносителя. Поэтому лучше врезать оборудование на обратном трубопроводе  после расширительного мембранного бака и перед котлом отопления.

Один из вариантов правильной врезки циркуляционного насоса в трубопровод системы отопления частного дома с длиной контура не более 80 метров

Для чего нужен байпас?

Циркуляционный насос является энергозависимым устройством. При отключении электричества система отопления должна работать на условиях естественной циркуляции. Для этого необходимо минимизировать сопротивление в контуре за счет уменьшения количества изгибов и поворотов, а также использования в качестве запорной арматуры современных шаровых вентилей. В открытом состоянии просвет в шаровом вентиле совпадает с диаметром трубы.

Циркуляционный насос устанавливают на байпасе, который отсекается от основной системы с помощью двух шаровых кранов. Такое размещение оборудование позволяет произвести его ремонт или замену без ущерба для отопительной системы дома. В межсезонье система отопления может работать без насоса, который  перекрывается с помощью все тех же шаровых вентилей. При усилении морозов насос включают в работу, открывая запорную арматуру по его краям и закрывая шаровый вентиль на основном контуре. Так осуществляется регулировка направления потока теплоносителя.

Монтаж циркуляционного насоса на байпасе (обводной трубе) с использованием трех шаровых кранов обеспечивает ток теплоносителя по нужному направлению

Электрическое подключение

Если система отопления устроена по принципу принудительной циркуляции, то в случае отключения электричества насос должен продолжать работать от резервного источника питания. Поэтому рекомендуется устанавливать источник бесперебойного питания, который позволит функционировать системе отопления пару часов. Этого времени обычно хватает специалистам для устранения причины аварийного отключения подачи электричества. Продлить автономную работу оборудования могут внешние аккумуляторы, подключенные к резервному источнику питания.

Подключение насоса к источнику бесперебойного питания (ИБП), который дополнительно усилен тремя аккумуляторными установками, последовательно соединенными в единую цепь

Осуществляя электрическое подключение оборудования, необходимо исключить вероятность попадания в клеменную коробку влаги и конденсата. Термостойкий кабель используют в том случае, если теплоноситель разогревается в системе отопления более, чем на 90° С. Не допускается соприкосновение силового кабеля со стенками труб, двигателем, корпусом насоса. Подключение силового кабеля к клеменной коробке производится с левой или правой стороны, при этом переставляется заглушка. При боковом расположении клеменной коробки кабель заводят только снизу. И да, заземление обязательно!

Ответить на вопрос, зачем ставить циркуляционный насос, поможет следующий материал: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/razvodka-otopitelnoj-sistemy/sistema-s-prinuditelnoj-cirkulyaciej.html

Проверка работы и запуск в работу

После завершения монтажных работ отопительная система наполняется водой. Затем удаляется воздух путем открытия центрального винта, расположенного на крышке корпуса насоса. Появившаяся вода будет сигнализировать о полном удалении воздушных пузырьков из устройства. После этого насос можно запускать в работу.

Ознакомившись с инструкцией и прочитав данную статью, можно провести монтажные работы самостоятельно. Если вы не поняли, как установить насос на отопление, то пригласите профессионального мастера.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Водонагреватели с тепловым насосом | Министерство энергетики

Водонагреватели с тепловым насосом используют электричество для переноса тепла из одного места в другое, вместо того, чтобы генерировать тепло напрямую. Следовательно, они могут быть в два-три раза более энергоэффективными, чем обычные электрические водонагреватели сопротивления. Чтобы переместить тепло, тепловые насосы работают как холодильник в обратном направлении.

В то время как холодильник забирает тепло из ящика и сбрасывает его в окружающую комнату, автономный водонагреватель с воздушным тепловым насосом забирает тепло из окружающего воздуха и сбрасывает его — при более высокой температуре — в бак для нагрева воды.Вы можете приобрести автономную систему водяного отопления с тепловым насосом в виде интегрированного блока со встроенным водонагревателем и резервными резистивными нагревательными элементами. Вы также можете модернизировать тепловой насос для работы с существующим обычным водонагревателем.

Водонагреватели с тепловым насосом требуют установки в местах, температура которых поддерживается круглый год при температуре 40–90ºF (4,4–32,2ºC) и обеспечивает не менее 1000 кубических футов (28,3 кубических метров) воздушного пространства вокруг водонагревателя. Прохладный отработанный воздух можно выводить в комнату или на улицу.Устанавливайте их в помещении с избыточным теплом, например в топке. Водонагреватели с тепловым насосом не будут эффективно работать в холодном помещении. Они имеют тенденцию охлаждать помещения, в которых находятся. Вы также можете установить систему теплового насоса с воздушным источником, сочетающую в себе нагрев, охлаждение и нагрев воды. Эти комбинированные системы забирают тепло из наружного воздуха зимой и из воздуха в помещении летом. Поскольку они удаляют тепло из воздуха, любой тип теплового насоса с воздушным источником работает более эффективно в теплом климате.

Домовладельцы в первую очередь устанавливают геотермальные тепловые насосы, которые отводят тепло из земли зимой и из воздуха в помещении летом для обогрева и охлаждения своих домов. Для нагрева воды вы можете добавить пароохладитель к системе геотермального теплового насоса. Пароохладитель — это небольшой вспомогательный теплообменник, в котором для нагрева воды используются перегретые газы от компрессора теплового насоса. Эта горячая вода затем циркулирует по трубе в водонагревателе дома.

Пароохладители также доступны для безбаквальных водонагревателей или водонагревателей по запросу. Летом пароохладитель использует избыточное тепло, которое в противном случае было бы отведено на землю. Поэтому, когда геотермальный тепловой насос часто работает летом, он может нагреть всю вашу воду.

Осенью, зимой и весной, когда пароохладитель не производит столько избыточного тепла, вам придется больше полагаться на накопитель или потребовать водонагреватель для нагрева воды. Некоторые производители также предлагают тройные геотермальные тепловые насосы, которые обеспечивают отопление, охлаждение и горячую воду.Они используют отдельный теплообменник для удовлетворения всех потребностей домашнего хозяйства в горячей воде.

Основы циркуляционного насоса

— Принцип работы насоса Нагревательный насос HVAC Принцип работы

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube.

Изучите основы обычного циркуляционного насоса, чтобы понять, как он работает и где мы их используем.

Посетите stateupply.com, который любезно спонсировал эту статью. Здесь вы можете узнать, какие циркуляционные насосы доступны, сделать покупки для запчастей или поговорить со знающими специалистами по продукции о ведущих брендах насосов, таких как Bell & Gossett и Taco.Просто нажмите здесь, чтобы узнать больше.

State Supply — это ваш источник компонентов паровых и гидравлических систем отопления, таких как конденсатоотводчики, клапаны, регуляторы и насосы (включая ведущие в отрасли бренды, такие как Bell & Gossett, Taco и другие). Посетите www.statesupply.com или позвоните нам по бесплатному телефону 877-775-7705, чтобы получить беспрецедентный выбор продуктов, опытных экспертов и отличное обслуживание клиентов.

Проверьте циркуляционные насосы ➡️ https://www.statesupply.com/pump/hydronic

Посмотреть видеоролики о ремонте и техническом обслуживании насоса ➡️ https: // www.youtube.com/statesupply

Загрузите это руководство ➡️ https://www.statesupply.com/boiler-inspection-checklist

Что такое циркуляционный насос и где они используются?

Циркуляционные насосы

Циркуляционные насосы бывают разных форм, цветов и размеров, но обычно выглядят примерно так. Эти насосы представляют собой встроенные насосы центробежного типа, что означает, что их вход и выход выровнены, а метод перемещения воды основан на центробежных силах.

Контур горячей воды

Мы собираемся найти эти насосы, используемые для циркуляции горячей воды по контуру нагретой воды, так что, открывая кран, мы почти мгновенно получаем доступ к горячей воде.В противном случае каждый раз, когда мы открывали кран, нам приходилось ждать, пока горячая вода не потечет через всю систему.

Системы водяного отопления

В системах водяного отопления мы также найдем эти насосы, используемые для циркуляции нагретой воды между котлом и радиаторами или другими типами теплообменников.

Большие системы отопления

Мы также можем найти циркуляционные насосы, используемые в более крупных системах отопления, для подачи тепла в различные части или зоны внутри здания.

Основные части циркуляционного насоса

Детали насоса

Циркуляционный насос состоит из двух основных частей: насоса и двигателя.

Двигатель представляет собой двигатель асинхронного типа, который позволяет преобразовывать электрическую энергию в механическую. Эта механическая энергия используется для приведения в действие насоса и перемещения воды.

Вход и выход

Когда мы смотрим на корпус насоса, мы видим как вход, так и выход. Насос всасывает воду через впускное отверстие и выталкивает через выпускное отверстие. Как правило, на корпусе есть стрелка, указывающая направление потока, чтобы вы знали, где находится вход и выход.

Поскольку это встроенный насос, впускной и выпускной патрубки выровнены концентрически, это полезно, потому что мы потенциально можем вырезать часть трубы из системы горячего водоснабжения и установить циркуляционный насос в этом пространстве без необходимости изменять трубопровод, например это необходимо для стандартного центробежного насоса.

Ушка рабочего колеса

Это все еще насос центробежного типа, поэтому вода должна поступать в насос через проушину крыльчатки. Для этого впускное отверстие следует по изогнутой траектории, которая входит в крыльчатку.

Корпус насоса

Эта деталь представляет собой корпус насоса. Внутри есть канал, известный как спираль. После того, как вода выйдет из крыльчатки, она будет собираться в этом канале и поступать к выпускному отверстию. Мы увидим это более подробно позже в статье.

Улитка

Затем мы находим рабочее колесо, которое находится внутри корпуса насоса и окружено спиральным каналом.Рабочее колесо вращается и передает центробежную силу на воду, которая выталкивает ее из насоса по трубам.

Рабочее колесо

За рабочим колесом находится задняя пластина. Задняя пластина действует как барьер и удерживает поток воды внутри корпуса насоса. На задней пластине также находится один из подшипников вала, обеспечивающий плавное вращение. К нему мы также найдем резиновое уплотнение для предотвращения утечек.

BackplateRubber Seal

Далее мы собираемся найти вал и ротор.Ротор прикреплен к валу, а вал прикреплен к крыльчатке. Когда ротор вращается, вал и крыльчатка вращаются вместе с ним. Это движущая сила воды внутри насоса.

Ротор и вал

Ротор находится внутри корпуса ротора. Ротор обеспечивает физический барьер, который предотвращает попадание воды в электрическую цепь асинхронного двигателя.

Роторная банка

Вокруг ротора находится индукционный двигатель. Он состоит из нескольких витков медной проволоки, плотно упакованных в статор.Катушки и статор неподвижны и не вращаются. Электричество течет через катушки внутри статора, это создает вращающееся электромагнитное поле, которое заставляет вращаться ротор.

Статор и обмотки

Защищая статор и обмотки, мы имеем корпус двигателя. Сбоку от корпуса двигателя мы найдем электрическую клеммную коробку. На передней панели у нас есть переключатель скорости, он позволяет нам вручную изменять скорость вращения двигателя между низкой, средней и высокой, что изменяет скорость потока насоса.

Корпус двигателя

Внутри клеммной коробки находится переключатель скорости. У нас также есть клеммы заземления, нейтрали и линии, которые позволяют нам подключать насос к источнику питания. В насосах такого типа обычно есть конденсатор, который жизненно важен для работы насоса, поэтому мы вскоре рассмотрим его подробно.

Клеммная коробка

Обмотки двигателя и конденсатор

Электродвигатель циркуляционного насоса представляет собой однофазный асинхронный двигатель переменного тока.

Однофазный асинхронный двигатель переменного тока

Электричество — это поток электронов по проводу. У нас есть постоянный или постоянный ток, который мы получаем от источников питания, таких как батареи, и в этом типе электричества электроны текут только в одном направлении от отрицательного к положительному.

Постоянный ток

Но в ваших домах и на работе будет использоваться другой тип электричества, известный как переменный ток. При переменном токе электроны меняют направление и многократно текут вперед и назад.

Переменный ток

Когда электричество течет по проводу, оно генерирует электромагнитное поле. Когда электроны меняют направление, магнитное поле непрерывно расширяется и сжимается. Сворачивая провод в катушку, мы генерируем гораздо более сильное электромагнитное поле.

Обмотка проволоки

Когда провод наматывается на катушку, мы называем это индуктором. Когда мы применяем переменный ток, магнитное поле расширяется и сжимается, каждый раз, когда оно расширяется и сжимается, северная и южная полярность катушки меняются местами.Нам нужно это расширяющееся и схлопывающееся магнитное поле для создания вращения.

Переменный ток

Чтобы сформировать двигатель, мы наматываем провод на две катушки внутри статора, чтобы создать сильное электромагнитное поле. Если мы поместим ротор в центр этого магнитного поля, ротор выровняется с магнитным полем, а затем он застрянет. Чтобы вращать ротор, нам понадобится вращающееся магнитное поле. Если бы мы взяли несколько магнитов и тщательно рассчитали время их взаимодействия с ротором, мы могли бы добиться этого, но это не очень практично.

Ротор застрял, необходимо вращающееся магнитное поле

В более крупных двигателях мы создаем вращающееся магнитное поле, используя большее количество фаз, потому что электроны движутся вперед и назад в разное время в двух фазах, что, таким образом, создает другое магнитное поле в разное время. Однако этот тип насоса имеет только однофазное соединение, поэтому вместо этого мы будем использовать конденсатор для создания поддельной фазы 2 ^и .

Вращающееся магнитное поле

Поэтому мы вставляем вторую катушку в статор на 90 градусов от первой катушки.Две катушки подключены параллельно, но во второй катушке есть конденсатор, подключенный последовательно с катушкой.

Конденсатор создает поддельную вторую фазу

Электричество не проходит через конденсаторы. Цепь разорвана внутри конденсатора, образуя две стенки. Две внутренние стенки расположены очень близко друг к другу, поэтому электроны могут накапливаться на этих стенках и выходить отсюда. Поэтому конденсатор — это что-то вроде накопительного бака или диафрагмы. Когда подача электричества движется в одном направлении, конденсатор будет накапливать электроны.Когда подача электричества меняет направление, конденсатор высвобождает электроны

.

Таким образом, у нас есть электроны, протекающие через разные катушки в разное время, это создаст наше вращающееся магнитное поле. Однако для этого необходимо правильно подобрать размер конденсатора.

Мы подробно рассмотрели основы конденсаторов в предыдущей статье, проверьте это здесь.

Обмотки многоскоростного двигателя

Обычно у нас есть переключатель сбоку на клемме двигателя, который позволяет нам изменять скорость двигателя и, следовательно, скорость потока насоса, а также давление напора.

Выбор скорости

Внутри двигателя катушка хода будет иметь различные точки подключения, или даже может быть несколько разных катушек. Переключатель используется для подключения к этим различным точкам и эффективного изменения длины катушки, через которую должно проходить электричество.

Несколько точек подключения

Вам может быть интересно, почему при низком значении катушка длиннее, чем при высоком значении.

Когда мы пропускаем переменный ток через индуктивную катушку, создаваемое ею магнитное поле мешает электронам, пытающимся пройти через нее.Сила, известная как индуктивное реактивное сопротивление, препятствует изменению тока.

Индуктивное реактивное сопротивление

Когда мы увеличиваем длину катушки, индуктивное реактивное сопротивление также увеличивается, и это затрудняет прохождение тока электронов. Таким образом, по мере уменьшения тока электромагнитное поле также уменьшается, что снижает скорость и крутящий момент двигателя.

Максимальное индуктивное реактивное сопротивление

По мере того, как мы переходим к минимальному значению, индуктивное реактивное сопротивление становится максимальным, ток уменьшается, и двигатель медленно вращается.

Минимальное индуктивное реактивное сопротивление

Когда мы переходим к высокому значению, индуктивное реактивное сопротивление минимально, поэтому ток высокий, а ротор вращается намного быстрее.

Мы рассмотрели многоскоростные насосы и то, как читать их диаграммы насосов, в нашей предыдущей статье. Проверьте это здесь.

Как работает циркуляционный насос?

Итак, как работает циркуляционный насос. Прежде всего, вода из системы горячего водоснабжения поступает в насос через впускное отверстие и попадает в проушину рабочего колеса, эта вода будет задерживаться между лопастями рабочего колеса внутри корпуса насоса.

Циркуляционный насос

Электричество поступает в клеммную коробку и проходит через обмотки двигателя, конденсатор помогает создавать вращающееся магнитное поле, и это магнитное поле заставляет ротор вращаться. К ротору прикреплен вал. Вал проходит от двигателя вниз в корпус насоса, где он соединяется с рабочим колесом.

Вал и крыльчатка вращаются вместе с ротором. Когда крыльчатка вращается, она передает воде кинетическую энергию или скорость, и она движется наружу.
Вода увеличивается по скорости и кинетической энергии, когда достигает края крыльчатки.

К тому времени, когда вода достигает края крыльчатки, она достигает очень высокой скорости. Эта высокоскоростная водяная муха отлетает от рабочего колеса и попадает в спиральную камеру, где ударяется о стенку корпуса насоса.

Этот удар преобразует скорость в потенциальную энергию или давление.
Корпус насоса для гидравлических ударов. Кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию (давление).

Вода сталкивается с корпусом насоса

По мере того, как вода движется наружу и от крыльчатки, она создает область низкого давления в центре, которая втягивает больше воды и, таким образом, развивается поток.Спиральный канал имеет расширяющийся диаметр, поскольку он закручивается по окружности корпуса насоса. По мере увеличения скорость воды будет уменьшаться, что приведет к увеличению давления.
Сзади идет вода; скорость потока развивается. Увеличивается диаметр спирального канала; это вызывает уменьшение скорости воды, что увеличивает давление.

Диаметр спирального канала увеличивается.

Расширяющийся канал, таким образом, позволяет большему количеству воды присоединяться и преобразовываться в давление.

Выходное отверстие нагнетания имеет более высокое давление

Таким образом, выпускное отверстие нагнетания имеет более высокое давление, чем входное отверстие всасывания. Высокое давление на выходе позволяет нам заставлять воду циркулировать по трубопроводам и отводить ее, когда и где это необходимо. Хорошо, ребята, это все для этого видео, но чтобы продолжить обучение, посмотрите одно из видео на экране, и я поймаю вас там на следующем уроке. Не забывайте подписываться на нас в Facebook, Instagram, Twitter, linkedin, а также проявлять инженерный склад ума.com

---

Как работает насос центрального отопления?

Насос центрального отопления в обычной котельной системе проталкивает воду, нагретую котлом, через радиаторы, краны и душевые лейки вашего дома. Без этого устройства горячая вода никуда не денется. Обычно он находится в котле или сушильном шкафу или рядом с ним.

Нагретая вода постепенно остывает по мере движения по системе. Насос подает воду обратно в котел, где ее можно снова нагреть.

Насос работает за счет нагнетания воды с помощью крыльчаток и ее подачи по системе. Ваш насос будет иметь впускной и выпускной патрубки для воды. Входное отверстие — это место, где горячая вода поступает для повышения давления, а выходное отверстие — это место, где вода выходит и обтекает ваш дом. Диаметр входа и выхода будет определять расход воды.

В зависимости от типа используемого насоса может быть установлен регулятор давления, позволяющий увеличивать или уменьшать давление воды в системе центрального отопления.Не рекомендуется постоянно настраивать их — лучше найти настройку и придерживаться ее. Циферблат предназначен для того, чтобы насос можно было установить в доме любого размера с любым количеством радиаторов. Давление увеличивается для больших домов и уменьшается для небольших домов.

Если ваша помпа настроена на слишком высокое давление, вы можете заметить, что ваш счет за электроэнергию очень высок или что насос сильно шумит. Если давление насоса слишком низкое, вы можете обнаружить, что ваши радиаторы не нагреваются должным образом или ваш котел часто перегревается.Большинство насосов имеют три настройки, чтобы вы могли определить, какое давление лучше всего для вас. Имейте в виду, что установка максимального давления в насосе не обязательно приведет к более быстрому нагреву радиаторов.

Ваш насос должен прослужить от 10 до 20 лет, поэтому нет необходимости менять его, если вы не обнаружите, что он издает много шума или ваши радиаторы не нагреваются должным образом. Если вы заметили одну из этих вещей, вам следует вызвать квалифицированного инженера, чтобы он осмотрел насос.

Как работают тепловые насосы — Разъясните это

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 15 апреля 2021 г.

Должны ли мы сжечь всю Землю, чтобы согреться? Глядя на последние пару сотен лет истории человечества, можно подумать, что это куда мы направляемся. Промышленная революция — и все это произошло с тех пор — работал от сжигания: сжигал уголь, затем нефть и природный газ, чтобы приводить в движение все, от паровых двигателей и силовые установки для автомобилей, лодок и самолетов.Последствия, помимо загрязнение, в том числе быстро нагревающаяся планета, которая в конечном итоге может оказаться слишком горячим, чтобы обращаться с ним. Есть много разговоров о Возобновляемая энергия- солнечные батареи, ветряные турбины и такие вещи, как собранная энергия с моря — но нужно время, чтобы выйти на берег. Там есть еще один способ производства возобновляемой энергии, о котором большинство людей не знает о всех. Тепловые насосы «мое» тепло похоронено только что под землей и переправить в здания, как кондиционеры работает в обратном направлении.Просто, эффективно и действенно, и широко используется в Скандинавия на протяжении десятилетий могла обеспечивать большую часть отопления нашего дома. потребности в будущем. Как именно они работают? Давай ближе смотрю!

Изображение: Основная концепция теплового насоса: он извлекает тепло из земли (или воздуха или воды снаружи) и закачивает его в здание. Единственная энергия, необходимая для этого, — это мощность для привода насоса.

Откуда тепло внутри Земли?

Автомобильные двигатели и силовые установки производить полезную энергию путем сгорания — процесса сжигания топлива, такого как уголь или газ, с кислородом из воздуха, чтобы высвободить химическую энергию, заключенную внутри него.Но ты не обязательно нужно сжигать топливо, чтобы получить тепловую энергию. Когда я набираю эти слова, я сижу у окна, солнечный свет вливается и греется мои ноги (мое тело впитывает и накапливает пассивную солнечную энергию). То же самое происходит на всей Земле: когда Солнце светит на земля, вся эта энергия должна куда-то уходить, поэтому она согревает землю под. Хотя мы привыкли к тому, что температура меняется изо дня в день и из дня в ночь, гораздо менее очевидно, что температура немного ниже под землей более постоянна, а в зимой, по крайней мере, значительно выше, чем на уровне земли: в верхних 3 метрах (10 футов) или около того поверхности Земли температура остается постоянной 10–20 ° C (50–60 ° F).Другими словами, под землей «похоронена» солнечная энергия, которую мы может «добывать» с помощью теплового насоса — машины, которая извлекает энергию из землю (или иногда из воды или даже воздуха) и закачивает ее внутрь холодное здание, чтобы его нагреть.

Фото: Геотермальный источник или подземный источник? Подобные гейзеры возникают, когда дождевая вода и талый снег капают через горячие камни внутри Земли, а затем снова поднимаются вверх в виде кипящего пара. Геологи подсчитали, что на нашей планете имеется около 42 миллионов мегаватт этой геотермальной энергии, что эквивалентно энергии, производимой 25 тысячами крупных электростанций! Однако наземные тепловые насосы используют не это «глубокое тепло», а более мягкое тепло ближе к поверхности, которое исходит от Солнца.Фотография Роберта Блэкетта, Геологическая служба Юты, любезно предоставлена ​​Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемой энергии (DOE / NREL).

Одно небольшое замечание о терминологии. Хотя эти машины иногда называемые «геотермальными тепловыми насосами», это немного вводящее в заблуждение описание. Геотермальная энергия — это тепло, которое исходит от глубоко внутри Земли, которую мы можем видеть, выбегая на поверхность в горячие гейзеры или бурлящие лагуны в таких местах, как Исландия; мы можем использовать такую ​​дикую, экстремальную энергию только в относительно небольшом количестве очень конкретных мест, обычно с использованием геотермальных электростанций превратить его в электричество.С другой стороны, тепловые насосы использование более скромных объемов солнечной энергии, которые согревают Земля извне внутрь — и мы можем использовать это в значительной степени в любом месте. Во избежание недоразумений лучше говорить о наземных источниках. или геообменные насосы и зарезервировать слово геотермальные для гейзеров и лагуны.

Типы тепловых насосов

Вы часто будете слышать, как люди говорят о «геотермальных тепловых насосах». (которые собирают тепло под землей), потому что они наиболее распространены — и они самые распространенные, потому что они повсюду самый практичный и эффективный.Грунт и скала под землей находятся на довольно постоянная температура изо дня в день, поэтому это предсказуемо эффективно. Мы также можем использовать тепловые насосы для извлечения тепло от воды (что-то вроде озера может показаться холодным, но, поскольку оно горячее, чем абсолютный ноль, он все еще содержит тепло, которое мы можем вытащить) или даже воздух. Насосы для подачи воды и воздуха (как их называют) гораздо реже, чем наземные. Это потому, что большинство из нас у нас на заднем дворе нет озер (исключая водяные насосы) и потому что воздух имеет тенденцию колебаться в температуре намного больше, чем земли, что делает его менее эффективным в качестве источника тепла (другими словами, повышение привлекательности грунтовых насосов).Стоит отметить, что можно использовать гибридные тепловые насосы, которые отбирают тепло как от наземные и воздух.

Изображение: Три распространенных типа геонасосных систем с тепловым насосом, основанных на замкнутых контурах: 1. Горизонтальный контур, в котором трубы проходят около поверхности земли, но на большой площади; 2. Вертикальный контур имеет более глубокие трубы, отбирающие больше тепла из более глубокой и теплой почвы; 3. Горизонтальная петля, использующая озеро или пруд в качестве источника тепла.

Замкнутый контур, заземление

В геотермальных насосах используется замкнутый контур трубы, и, поскольку он извлекает определенное количество тепла, он должен контактировать с определенное количество земли для этого.Есть два пути достижения что. Либо петля может проходить глубоко под землей в относительно небольшом области (так что это вертикальная труба) или она может проходить намного ближе к земли (примерно 1,5–2 м или 4–6 футов ниже поверхности) на значительном большую площадь (сделав из нее горизонтальную трубу). Вообще говоря, чем больше ваше здание, тем больше тепла вам нужно, и чем больше или глубже должна быть петля, чтобы отводить это тепло. Некоторые контуры тепловых насосов действительно огромны. Вертикальные петли могут работать 100 м (330 футов) под землей (длина спортивной спринтерской трассы) или иногда даже глубже, при этом горизонтальных петель могут растягиваться чуть более метра в глубину и до 200 м (650 футов) в поперечнике (они, как правило, длиннее вертикальных петель, потому что, находясь ближе к поверхности, зимой там будет прохладнее).

На практике большинство тепловых насосов имеют два замкнутых контура и теплообменник, передающий тепло от одного к другому. Итак, есть очень большая петля, уходящая в землю, наполненная водой и антифриз и гораздо меньший контур, который забирает тепло от этого контура и передает его в систему отопления.

Открытый контур, источник воды

Если вы пытаетесь извлечь тепло из чего-то вроде озера, пруда, или река, нет причин, по которым одна из петель не может быть открыта.В другими словами, вы можете качать воду (содержащую тепло) из озера сам, отводите тепло с помощью теплообменника и второго контура, затем верните воду (немного охлажденную, потому что вы сняли тепло) обратно в другую часть озера на некотором расстоянии (так что там достаточной разницы температур для отвода тепла эффективный). Такая система называется разомкнутой, а иногда и поверхностный водяной тепловой насос. Если вода в озере не подходит для откачки (возможно, потому, что он слишком заилен), можно потопить вместо этого замкнутый контур и отводите тепло так же, как мы извлеките его из земли.

Источник воздуха

Тепловые насосы также могут забирать тепло из воздуха снаружи здания и накачать его внутрь — так что они эффективно работают как кондиционеры наоборот, с основной целью отопление здание вместо охлаждения, но по тому же принципу. В течение зимой температура воздуха намного более изменчива, чем температура земли температуры (воздух нагревается и остывает намного быстрее и изменяется более беспорядочно, чем на поверхности или на глубоком уровне земли под вашим домом), поэтому тепловые насосы с воздушным источником, как правило, эффективные и менее надежные, чем грунтовые или водные.Очевидно, из земли извлечь полезное тепло намного проще. чем из-за ветреного воздуха над ним, который мог быть на десять градусов холоднее.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Диаграмма

: Вы могли подумать, что тепловые насосы будут использоваться только в очень холодных странах; На Швецию и Швейцарию приходится четверть мировых тепловых насосов. Но эту технологию можно использовать практически где угодно. Половина установленной в мире мощности тепловых насосов находится в Соединенных Штатах (где насчитывается более миллиона отдельных блоков), чуть более трети — в Европе (где доминирует Швеция), а оставшаяся часть — в Азии.Статистические данные геотермальных тепловых насосов: Обзор состояния рынка: февраль 2009 г. (Краткое изложение), Министерство энергетики США (см. Ссылки ниже).

Преимущества

Тепловые насосы могут пригодиться. Широко используются все во всем мире на протяжении десятилетий это проверенные временем машины с относительно немного движущихся частей, поэтому они долговечны, надежны, очень тихий и очень низкие эксплуатационные расходы. Помимо электричества, необходимого для приводят в действие насос, они не потребляют топлива, поэтому производят мало или не производят выбросы углерода (совсем отсутствуют, если насос работает на 100%) возобновляемо с помощью чего-то вроде фотоэлектрических солнечных панелей или ветряная турбина) и без загрязнения (также отсутствует риск отравления угарным газом, как при любая форма топочного отопления).Отсутствие топлива означает отсутствие топлива доставлены, оплачены, перемещены или надежно хранятся (в отличие от котлы, работающие на твердом топливе, таком как биомасса, нефть или уголь).

А как насчет точных цифр? Как мы уже видели, волшебство теплового насоса состоит в том, что перемещает в несколько раз больше энергии, чем потребляет ; другими словами, он эффективен более чем на 100 процентов (300–400 процентов типично) по сравнению с лучшими конденсационными газовыми котлами, которые редко превышает 90% КПД.Одно общее измерение КПД тепловых насосов называется КПД (CoP), и это просто количество тепла, которое вы выводите из своей системы. делится на электрическую энергию, которую вы вкладываете в насос. Типичные значения CoP находятся в диапазоне 3–4.

По данным Министерства энергетики США, тепловые насосы позволяют экономить 30–70 энергии в год. процентов расходов на отопление зимой и 20–50 процентов затрат на охлаждение летом. Они примерно на 50 процентов эффективнее газовых печей (газовые котлы центрального отопления) и на 75 процентов более эффективны, чем печи на жидком топливе (котлы на жидком топливе).То есть окупаются за 2–10 лет. (очевидно, в зависимости от типа системы, от того, что она заменяет, и другие факторы, например, насколько хорошо ваш дом изолирован, чтобы сохранить нагреть вытяжки насоса) и длиться от двух до трех десятилетий (с заземляющий контур часто имеет гарантию до 50 лет), поэтому долгосрочное экономическое обоснование их установки в новостройках очень неотразимый. И владельцы, кажется, любят их: по данным Министерства энергетики США, рейтинг удовлетворенности пользователей составляет около 90 процентов!

Диаграмма: В Европе наблюдается устойчивый рост производства энергии с использованием тепловых насосов.К концу 2020 года в 21 европейской стране было установлено в общей сложности почти 15 миллионов насосов. За 15 лет с 2005 по 2020 год общее количество установленных тепловых насосов в регионе увеличилось почти в 15 раз. При этом Европа в настоящее время охватывает очень большую территорию и огромное разнообразие разных стран, и некоторые из них проявляют заметно больший энтузиазм, чем другие: технология была очень хорошо принята, например, во Франции и Швеции, а также всего в шести странах (Франция, Швеция, Германия, Италия, Норвегия и Финляндия) отвечают за более 80 процентов всей Европы, производимой наземными источниками энергии.Статистика и данные любезно предоставлены Европейская ассоциация тепловых насосов.

Недостатки

Нужна земля, где можно протопить петлю и процесс строительства может быть дорогостоящим и разрушительным (что это еще одна причина, по которой тепловые насосы лучше подходят для новостроек). Нагревать насосы не производят такие высокие температуры, как газовые котлы и печи, поэтому их часто используют с низкотемпературными пол с подогревом. Обычные радиаторы, вероятно, будут производить значительно более низкие температуры от теплового насоса, чем от обычного газового котла, поэтому им потребуется больше времени для нагрева твой дом от холода.В отличие от электрического и газового отопления, которое могут использоваться практически в любом здании, тепловые насосы зависят от местных геология и климат, поэтому вам нужно это учитывать; и очевидно, их нельзя использовать только для одной квартиры на 93 этаже! Еще один важный момент — тепловые насосы необходимо правильно устанавливать. Одно британское исследование, опубликованное в 2010 году, показало, что 80 процентов тепловых насосов были неправильно установлены и сильно отстает — иногда потребляет больше энергии чем они на самом деле производили.

Но у всех видов отопления есть свои плюсы и минусы.Взято в круглые, тепловые насосы являются очень привлекательной долгосрочной альтернативой (или дополнением) к зеленые технологии, такие как солнечные панели для горячей воды, фотоэлектрические солнечные панели и пассивный солнечный.

Кто изобрел геотермальный тепловой насос?

Фото: Термодинамические исследования лорда Кельвина — науки о движущемся тепле — лежат в основе современной технологии тепловых насосов. Фото Т. и Р. Аннан и сыновья любезно предоставлено Библиотекой Конгресса США.

Кого мы должны благодарить за эту блестящую идею? Теория тепловых машин (машин, способных генерировать механическую энергию путем нагрева топлива) в основном началось с французского инженера Николя Сади Карно (1796–1832), кто заложил основы современной науки термодинамика (как движется тепло).Британский ученый лорд Кельвин (Уильям Томсон, в честь кого названа температурная шкала Кельвина) основанный на работе Карно, он разработал теорию тепловых насосов (как машина может перемещать тепловую энергию из одного места в другое).

Работа Кельвина была посвящена теоретическому движению тепла; эффективные, практичные тепловые насосы по-настоящему появились только в первые десятилетия 20-го века, когда электроэнергия получила широкое распространение, что дало нам такие незаменимые изобретения, как электрические холодильник и кондиционер.Швейцарский инженер мексиканского происхождения Генрих Золли изобрел современный, с электрическим приводом, работающим на земле, в 1912 году. После этого многие изобретатели улучшили идея. Примерно в 1930 году Дуглас Уорнер разработал систему кондиционирования воздуха, использующую землю в качестве радиатора. (что, по сути, представляет собой идею теплового насоса с грунтовым источником, работающую в обратном направлении), для которой в 1934 году ему был выдан патент США 1 957 624: Кондиционирование воздуха с охлаждением почвы и солнечным теплом. По словам геолога Дэвида Бэнкса, Роберт С.Уэббер из Индианаполиса разработал один из первых практичных работающих тепловых насосов примерно в 1945 году после экспериментов с использованием отработанной энергии своего холодильника для обогрева дома. Развивая идею еще дальше, он закопал под землей 152-метровую медную катушку и вместо этого использовал ее для извлечения тепла. Он продал права на эту идею группе местных предприятий в 1948 году, но я не могу найти никаких записей о патенте на него ни на его имя, ни на имя компании (Webber Engineering Corporation).

Изображение: один из первых геотермальных тепловых насосов, разработанный Марвином Смитом и Эмори Кемлером, из Патент США № 2461449: Тепловой насос, использующий глубокий колодец в качестве источника тепла.Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Как это работает

Первый тепловой насос, который я выбрал для иллюстрации, был запатентован Марвином Смитом и Эмори Кемлером из Muncie Gear Works, Inc. в конце 1940-х годов. Водяной тепловой насос Смита и Кемлера 1940-х годов — это , а не , первый в мире геотермальный насос, но это самый ранний насос, для которого я могу найти достойную диаграмму. Как и большинство тепловых насосов, он может работать как обогреватель, так и как охладитель. Здесь я раскрасил и пронумеровал, чтобы показать, как он работает как тепловой насос.Хотя эта диаграмма на первый взгляд выглядит сбивающей с толку, она проще, чем кажется: есть два отдельных контура жидкости, соединенных парой теплообменников (красный и синий прямоугольники вверху). Нижний контур отводит тепло от водяного колодца внизу, а верхний контур передает это тепло всему, что нагревает насос. Более подробно, вот как это работает: (1) Тепло извлекается из глубоководного колодца, проходит через клапаны (2) в теплообменник (3), а затем возвращается по контуру в более холодную, более высокую часть. тот же колодец (4).Теплообменник проходит тепло к жидкости в замкнутом контуре, где она отдает свое тепло «приемнику» (6, комната или что-то еще, что нагревается), перед тем, как пройти обратно по петле, чтобы подобрать еще. Вы можете прочитать подробное объяснение в патенте США № 2461449: Тепловой насос, использующий глубокий колодец в качестве источника тепла.

Тепловые насосы источника воды — Designing Buildings Wiki

Тепловые насосы работают, пропуская низкотемпературный хладагент под низким давлением в змеевиках теплообменника через источник тепла, такой как наружный воздух, землю или циркулирующую воду.

Жидкость «поглощает» это тепло и закипает даже при температурах ниже 0 ° C (хотя коэффициент полезного действия (COP) уменьшается с понижением температуры). Затем полученный газ сжимается, что еще больше увеличивает его температуру. Газ проходит в змеевики теплообменника, где он конденсируется, выделяя скрытое тепло. Затем процесс повторяется.

Это тот же процесс, который используется для отвода тепла из холодильника. Его можно использовать внутри страны или в коммерческих целях, а некоторые системы также можно использовать для отвода тепла из здания для обеспечения охлаждения.

Тепловые насосы могут использоваться для подачи горячей воды, отопления помещений (либо путем подачи горячей воды для полов с подогревом или радиаторов, либо подачи горячего воздуха) или других применений, таких как подогрев бассейнов.

В Великобритании тепловые насосы чаще всего представляют собой воздушные или наземные тепловые насосы. Однако температура подземных вод в Великобритании имеет тенденцию быть довольно постоянной в течение большей части года и составляет от 8 до 12 ° C. Это делает воду более эффективным источником тепла, чем наружный воздух, а скорость передачи тепла с водой выше, чем у воздуха или земли.Кроме того, в отличие от тепловых насосов с грунтовым источником, тепловые насосы с водяным теплоносителем не требуют траншей для укладки змеевиков, хотя системы с открытым контуром часто требуют фильтрации.

Тепловые насосы с водным источником требуют подходящего местного источника воды, такого как озеро, река, колодец, скважина и т. Д. Это могут быть системы с «обратной связью» или «с обратной связью»:

Системы с замкнутым контуром подают смесь воды и антифриза по трубопроводу к источнику воды, например к озеру, где она протекает через змеевики или теплообменные панели в воде для обмена с ней теплом.Затем нагретая смесь подается по трубопроводу к тепловому насосу и обменивается теплом с хладагентом.

В системах с открытым контуром вода из источника забирается и направляется по трубопроводу прямо к тепловому насосу. Затем происходит обмен тепла с хладагентом, а затем вода возвращается к источнику. Поскольку это включает добычу и сброс в источник воды, вероятно, потребуется лицензия на добычу и лицензия на сброс от Агентства по окружающей среде.

Системы с замкнутым контуром могут быть менее эффективными, чем системы с разомкнутым контуром, из-за потерь, вызванных передачей тепла между источником воды и жидкостью в замкнутом контуре.Однако они менее строгие с точки зрения опасности замерзания, качества воды, которую можно использовать, необходимости фильтрации или других форм очистки воды, возможности использования коррозионно-стойкой системы и необходимости лицензий. Системы с разомкнутым контуром также могут потребовать дополнительной перекачки.

Следует проявлять осторожность с системами с замкнутым контуром, чтобы избежать потенциального повреждения змеевиков или теплообменных панелей лодкой или другими видами деятельности на воде или на воде.

Водяные тепловые насосы , как правило, тихие, незаметные и не требуют особого обслуживания.Однако необходимо следить за тем, чтобы водоснабжение было постоянным и достаточным в течение всего года.

Водяные тепловые насосы имеют право на выплаты в рамках государственной программы стимулирования использования возобновляемых источников тепла (RHI). Внутренние схемы также могут иметь право на финансирование через «зеленую сделку», однако «зеленая сделка» была очень плохо воспринята, и обычно считается, что более выгодные финансовые сделки доступны в других местах.

Как работает тепловой насос воздух-вода

20.02.2018

Установка теплового насоса воздух-вода — относительно простой процесс.Это можно сделать за два-три дня в любое время года и не требует бурения. Но в нем есть действительно инновационные технологии. В сообщении в блоге на этой неделе мы постараемся объяснить, как на самом деле работает тепловой насос воздух-вода.

Изобретательность теплового насоса «воздух-вода» заключается в том, что он использует возобновляемую солнечную энергию из наружного воздуха и передает ее водяной системе отопления в доме. Таким образом тепловой насос преобразует наружный воздух в горячую воду для душа и обогреваемые радиаторы.

Тепловой насос воздух-вода обычно состоит из двух частей: внутреннего модуля и внешнего модуля.

1. Процесс нагрева начинается в наружном блоке теплового насоса, который находится вне дома. в блоке всасывает наружный воздух в тепловой насос.

2. Хладагент , содержащийся в закрытой системе теплового насоса, играет ключевую роль . Все машины, которые переносят тепло из прохладных помещений в теплые, например холодильники и кондиционеры, содержат хладагент.В этом случае хладагент представляет собой бесцветный газ с точкой кипения намного ниже нуля.

3. Хладагент подвергается воздействию различных давлений и температур в замкнутой системе. Это способ использовать и расширить пределы законов термодинамики . Энергию нельзя ни создать, ни уничтожить — она ​​может только изменить форму.

4. Когда хладагент подвергается воздействию давления , создаваемого компрессором теплового насоса, температура значительно увеличивается на , и с помощью конденсатора теплового насоса образующийся горячий газ можно использовать для нагрева воды.Для этого процесса требуется электричество — например, для питания компрессора и вентилятора, — но это лишь небольшая часть выделяемой тепловой энергии.

5. Вода , которая нагревается, транспортируется во внутренний модуль внутри собственности и используется в душевых, кранах, радиаторах и / или напольном отоплении. В то же время хладагент в тепловом насосе переходит в жидкую форму и может быть повторно использован в процессе.

Проще говоря, тепловой насос забирает тепловую энергию из наружного воздуха и концентрирует ее.Затем он используется для обогрева вашего дома и подачи горячей воды.

Тепловой насос «воздух-вода» от CTC позволяет сократить расходы на отопление до 80 процентов . Сумма, которую вы сэкономите, зависит от размера вашего дома, части страны, в которой вы проживаете, и того, какой тепловой насос вы выберете.

Поэтому неудивительно, что тепловые насосы становятся все более популярными. Статистические данные Шведского энергетического агентства показывают, что количество частных домов, в которых используются тепловые насосы, с 2009 года увеличилось почти на 50 процентов.В то время в 754 тысячах частных домов был установлен тепловой насос. Сейчас, в 2017 году, это 1227000 человек.

Узнайте больше о наших тепловых насосах «воздух-вода» и не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникнут какие-либо вопросы.

Что такое водяной тепловой насос?

Тепловой насос источника воды работает так же, как традиционный тепловой насос источника воздуха, за исключением того, что он извлекает и рассеивает тепло посредством воды, а не воздуха. Это, конечно, не тот тип системы домашнего комфорта, который будет доступен каждому, но если вы живете в районе, близком к колодцу, озеру или другому естественному источнику воды, это может быть вариант, который стоит рассмотреть.

Все типы тепловых насосов могут обеспечить отличный круглогодичный контроль температуры в доме, нагнетая тепло в зимние месяцы и отводя его летом. Основное различие между типами тепловых насосов заключается в том, где они получают тепло или утилизируют его.